JP2019021680A - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】熱膨張に起因する半導体素子の損傷を抑制する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、半導体素子の下面電極に第1接合材を介して第1導体板を接合する工程と、半導体素子の上面電極に第2接合材を介して第2導体板を接合する工程とを備える。下面電極に第1接合材を介して第1導体板が接合される第1接合領域の面積は、第2導体板に第2接合材を介して第2導体板が接合される第2接合領域よりも大きい。半導体素子には、下面電極にレーザ照射をするアニール工程が実施されている。アニール工程では、半導体素子の第1領域に第1の強度を有するレーザを照射する一方で、半導体素子の第1領域を取り囲む第2領域には、第1の強度よりも弱い第2の強度を有するレーザを照射する。あるいは、第2領域にはレーザを照射しない。第1領域と第2領域との間の境界は、平面視において第2接合領域の外周縁よりも中心側に位置する。【選択図】図4PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress damage to a semiconductor element due to thermal expansion. A method for manufacturing a semiconductor device includes a step of joining a first conductor plate to a lower surface electrode of a semiconductor element via a first bonding material and a second conductor to the upper surface electrode of the semiconductor element via a second bonding material. It includes a step of joining the plates. The area of the first bonding region where the first conductor plate is bonded to the bottom electrode via the first bonding material is the second bonding region where the second conductor plate is bonded to the second conductor plate via the second bonding material. Greater than The semiconductor element is subjected to an annealing step of irradiating the bottom electrode with a laser. In the annealing step, the first region of the semiconductor element is irradiated with a laser having the first intensity, while the second region surrounding the first region of the semiconductor element is subjected to a second intensity weaker than the first intensity. Irradiate the laser to have. Alternatively, the second region is not irradiated with the laser. The boundary between the first region and the second region is located closer to the center than the outer peripheral edge of the second junction region in a plan view. [Selection diagram] Fig. 4
Description
本明細書が開示する技術は、半導体装置の製造方法に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
特許文献1に半導体装置が開示されている。この半導体装置は、上面電極及び下面電極を有する半導体素子と、下面電極に第1接合材を介して接合される第1導体板と、上面電極に第2接合材を介して接合される第2導体板を備える。この種の半導体装置は、通電時に半導体素子等が発熱することから、半導体装置の温度上昇を抑制するために、冷却器と組み合わせて用いられる。従って、半導体装置の通電と遮断とが繰り返されると、それに同期して半導体装置の温度も上下に変動し、半導体装置は熱膨張と熱収縮とを交互に繰り返す。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device. This semiconductor device includes a semiconductor element having an upper surface electrode and a lower surface electrode, a first conductor plate bonded to the lower surface electrode via a first bonding material, and a second bonded to the upper surface electrode via a second bonding material. A conductor plate is provided. This type of semiconductor device is used in combination with a cooler in order to suppress the temperature rise of the semiconductor device because the semiconductor elements and the like generate heat when energized. Therefore, when energization and interruption of the semiconductor device are repeated, the temperature of the semiconductor device also fluctuates up and down in synchronization with it, and the semiconductor device alternately repeats thermal expansion and thermal contraction.
上記した半導体装置では、下面電極に第1接合材を介して第1導体板が接合された第1接合領域の面積が、上面電極に第2接合材を介して第2導体板が接合された第2接合領域の面積よりも大きく、半導体素子の上下で構造が非対称となっている。このような構造であると、半導体装置に生じる熱膨張も半導体素子の上下で非対称となることから、半導体装置の温度が変動したときに、半導体素子が反るように変形することがある。このような変形は、半導体素子に生じる応力を局所的に高めることから、クラックの発生といった半導体素子の損傷を招く要因となり得る。 In the semiconductor device described above, the area of the first bonding region where the first conductor plate is bonded to the lower surface electrode via the first bonding material is equal to the area of the first bonding region where the second conductor plate is bonded to the upper surface electrode via the second bonding material. The area is larger than the area of the second junction region, and the structure is asymmetrical above and below the semiconductor element. With such a structure, the thermal expansion occurring in the semiconductor device is also asymmetrical above and below the semiconductor element, so that when the temperature of the semiconductor device fluctuates, the semiconductor element may be deformed to warp. Such deformation locally increases the stress generated in the semiconductor element, and can cause damage to the semiconductor element such as generation of cracks.
上記を鑑み、本明細書は、半導体装置の熱膨張に起因する半導体素子の損傷を抑制し得る技術を提供する。 In view of the above, this specification provides a technique capable of suppressing damage to a semiconductor element due to thermal expansion of a semiconductor device.
本発明者は、半導体素子に生じる変形及び応力について解析を行い、以下の知見を得た。半導体装置に電流が流れると、各導体板を含む半導体装置の構成要素がそれぞれ熱膨張し、半導体素子の上下に位置する各接合材は外周に向かって移動する。このような熱膨張が繰り返されていくと、半導体素子の上側に位置する第2接合材は、周囲に位置するモールド樹脂等によってその移動が制限されるので、比較的に剛性の低い半導体素子に向けて下方へ移動する。その結果、半導体素子の外周部分は、第2接合材に押圧されて下方へ変位する。その影響を受けて、半導体素子の下側に位置する第1接合材では、外周側に向かう移動が制限されるので(あるいは中心側に向けて押し返されるので)、半導体素子の中心部分は、第1接合材に押圧されて上方へ変位する。このように、半導体素子の外周部分は下方に押されて変位する一方で、半導体素子の中心部分は上方に押されて変位する。その結果、半導体素子では、下方へ変位する外周部分と、上方へ変位する中心部分との間の領域において、比較的に大きな引張応力が生じ得る。 The inventor has analyzed the deformation and stress generated in the semiconductor element, and obtained the following knowledge. When a current flows through the semiconductor device, each component of the semiconductor device including each conductor plate is thermally expanded, and each bonding material positioned above and below the semiconductor element moves toward the outer periphery. When such thermal expansion is repeated, the movement of the second bonding material positioned on the upper side of the semiconductor element is restricted by the molding resin or the like positioned around the semiconductor element. Move downwards. As a result, the outer peripheral portion of the semiconductor element is pressed downward by the second bonding material and displaced downward. Under the influence, in the first bonding material located on the lower side of the semiconductor element, the movement toward the outer peripheral side is limited (or pushed back toward the center side), so the central part of the semiconductor element is The first bonding material is pressed and displaced upward. As described above, the outer peripheral portion of the semiconductor element is pushed and displaced, while the central portion of the semiconductor element is pushed and displaced. As a result, in the semiconductor element, a relatively large tensile stress can be generated in a region between the outer peripheral portion that is displaced downward and the central portion that is displaced upward.
上記した知見により、半導体素子において損傷が生じやすい領域は、大きな引張応力が生じ得る外周部分と中心部分との間の領域であることが判明した。従って、半導体素子の損傷を抑制するためには、少なくとも外周部分と中心部分との間の領域において、半導体素子の強度を高めることが有効である。そのために、本技術ではアニール処理に着目した。一般に、半導体装置の製造では、半導体基板と電極との間において良好なオーミックコンタクトを形成するために、電極を形成した後の半導体素子にアニール処理が行われる。しかしながら、半導体素子を加熱するアニール処理は、半導体素子の強度を低下させるという副次的な影響をもたらす。この点に関して、レーザを用いて半導体素子を局所的に加熱するレーザアニールであれば、半導体素子の強度が必要とされる領域とその他の領域とを区別して、アニール処理の有無又は程度を選択的に変更することができる。即ち、大きな引張応力が生じ得る領域では、アニール処理を省略するか、又はその程度を緩めることで、半導体素子の強度を維持することができる。それに対して、大きな引張応力が生じ得ない領域では、アニール処理を十分に行うことで、半導体基板と電極との間に良好なオーミックコンタクトを形成することができる。 From the above knowledge, it has been found that the region where damage is likely to occur in the semiconductor element is a region between the outer peripheral portion and the central portion where large tensile stress can occur. Therefore, in order to suppress damage to the semiconductor element, it is effective to increase the strength of the semiconductor element at least in a region between the outer peripheral portion and the central portion. For this reason, the present technology has focused on annealing. In general, in the manufacture of a semiconductor device, an annealing process is performed on a semiconductor element after forming an electrode in order to form a good ohmic contact between a semiconductor substrate and the electrode. However, the annealing process for heating the semiconductor element has a secondary effect of reducing the strength of the semiconductor element. In this regard, if laser annealing is used to locally heat a semiconductor element using a laser, the presence / absence or degree of annealing treatment is selectively determined by distinguishing the area where the intensity of the semiconductor element is required from other areas. Can be changed. That is, in a region where a large tensile stress can occur, the strength of the semiconductor element can be maintained by omitting the annealing treatment or relaxing the degree thereof. On the other hand, in a region where a large tensile stress cannot be generated, a satisfactory ohmic contact can be formed between the semiconductor substrate and the electrode by performing sufficient annealing.
上記した技術に基づいて、本明細書は半導体装置の製造方法を提供する。この製造方法は、上面電極及び下面電極を有する半導体素子を用意する工程と、下面電極に第1接合材を介して第1導体板を接合する工程と、上面電極に第2接合材を介して第2導体板を接合する工程と、を備える。下面電極に第1接合材を介して第1導体板が接合される第1接合領域の面積は、第2導体板に第2接合材を介して第2導体板が接合される第2接合領域よりも大きい。半導体素子を用意する工程には、半導体素子の下面電極にレーザ照射をするアニール工程が含まれる。このアニール工程では、下面電極の第1領域に第1の強度を有するレーザを照射する一方で、下面電極の第1領域を取り囲む第2領域には、第1の強度よりも弱い第2の強度を有するレーザを照射する。あるいは、第2領域にはレーザを照射しない。ここで、第1領域と第2領域との間の境界は、平面視において第2接合領域の外周縁よりも中心側に位置する。 Based on the above-described technique, this specification provides a method for manufacturing a semiconductor device. The manufacturing method includes a step of preparing a semiconductor element having an upper surface electrode and a lower surface electrode, a step of bonding a first conductor plate to the lower surface electrode via a first bonding material, and a second bonding material to the upper surface electrode. Joining the second conductor plate. The area of the first joining region where the first conductor plate is joined to the lower electrode via the first joining material is the second joining region where the second conductor plate is joined to the second conductor plate via the second joining material. Bigger than. The step of preparing the semiconductor element includes an annealing step of irradiating the lower surface electrode of the semiconductor element with laser. In this annealing step, the first region of the lower electrode is irradiated with a laser having the first intensity, while the second region surrounding the first region of the lower electrode has a second intensity lower than the first intensity. Irradiation with a laser having Alternatively, the second region is not irradiated with a laser. Here, the boundary between the first region and the second region is located closer to the center than the outer peripheral edge of the second bonding region in plan view.
上記した製造方法では、半導体素子を用意する工程において、半導体素子の下面電極にレーザを照射するアニール工程を実施する。このアニール工程では、下面電極の第1領域に第1の強度を有するレーザを照射する一方で、下面電極の第1領域を取り囲む第2領域には、第1の強度よりも弱い第2の強度を有するレーザを照射する。又は、第2領域にはレーザを照射しない。その結果、半導体素子の第2領域では、アニール処理に起因する強度の低下が生じないか、又はその程度が小さく、半導体素子の機械的な強度が維持される。ここで、第2領域は第1領域を取り囲む領域であるとともに、第1領域と第2領域との境界は、平面視において第2接合領域の外周縁よりも中心側に配置される。このような関係により、第2領域には、半導体素子において大きな引張応力が生じ得る領域(即ち、前述した外周部分と中心部分との間の領域)が含まれる。大きな引張応力が生じ得る領域において、半導体素子の強度が維持されることから、半導体素子の損傷が抑制される。その一方で、半導体素子の中心部分が含まれる第1領域では、生じる引張応力が比較的に小さいことから、アニール処理を十分に行うことができ、半導体基板と電極との間に良好なオーミックコンタクトを形成することができる。 In the manufacturing method described above, in the step of preparing the semiconductor element, an annealing process for irradiating the lower surface electrode of the semiconductor element with laser is performed. In this annealing step, the first region of the lower electrode is irradiated with a laser having the first intensity, while the second region surrounding the first region of the lower electrode has a second intensity lower than the first intensity. Irradiation with a laser having Alternatively, the second region is not irradiated with a laser. As a result, in the second region of the semiconductor element, the strength decrease due to the annealing process does not occur or the degree thereof is small, and the mechanical strength of the semiconductor element is maintained. Here, the second region is a region surrounding the first region, and the boundary between the first region and the second region is arranged closer to the center than the outer periphery of the second bonding region in plan view. Due to such a relationship, the second region includes a region where a large tensile stress can occur in the semiconductor element (that is, the region between the outer peripheral portion and the central portion described above). Since the strength of the semiconductor element is maintained in a region where a large tensile stress can occur, damage to the semiconductor element is suppressed. On the other hand, in the first region including the central portion of the semiconductor element, the generated tensile stress is relatively small, so that the annealing process can be sufficiently performed, and a good ohmic contact is provided between the semiconductor substrate and the electrode. Can be formed.
図面を参照して、実施例の半導体装置10とその製造方法について説明をする。図1に示すように、半導体装置10は、半導体素子12、下面側導体板18、上面側導体板20、導体スペーサ22、及びモールド樹脂24を備える。半導体素子12は、モールド樹脂24内に封止されている。モールド樹脂24は、絶縁性を有する材料で構成されている。特に限定されないが、モールド樹脂24を構成する材料は、エポキシ樹脂といった熱硬化性の樹脂材料であってもよい。
With reference to the drawings, a
半導体素子12は、上面電極14と下面電極16とを備える。上面電極14は半導体素子12の上面12aに位置しており、下面電極16は半導体素子12の下面12bに位置している。半導体素子12の具体的な種類や構造は特に限定されない。半導体素子12は、例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、又はIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのパワー半導体素子であってよい。また半導体素子12は、例えばシリコン(Si)、炭化ケイ素(SiC)、又は窒化ガリウム(GaN)といった各種の半導体材料を用いて構成されることができる。上面電極14及び下面電極16を構成する材料には、特に限定されないが、例えばアルミニウム系又はその他の金属を採用することができる。
The
下面側導体板18は、概して板形状の部材であり、上面18aと、上面18aとは反対側に位置する下面18bとを有する。下面側導体板18の上面18aは、モールド樹脂24の内部において、半導体素子12の下面電極16とはんだ26を介して接合されている。これにより、下面側導体板18は、半導体素子12と電気的に接続されている。ここで、下面側導体板18は、本明細書が開示する技術における第1導体板の一例であり、はんだ26は、本明細書が開示する技術における第1接合材の一例である。下面側導体板18(即ち、第1導体板の一例)は、例えば銅又はその他の金属といった、導電性を有する材料を用いて構成されることができる。また、下面側導体板18と半導体素子12との間は、はんだ26に限られず、他の接合材によって接合されてもよい。
The lower surface
導体スペーサ22は、概して板形状あるいはブロック形状の部材であり、上面22aと、上面22aとは反対側に位置する下面22bとを有する。導体スペーサ22は、モールド樹脂24内に位置している。導体スペーサ22の下面22bは、半導体素子12の上面電極14とはんだ28を介して接合されている。これにより、半導体素子12の上面電極14は、導体スペーサ22に電気的に接続されている。導体スペーサ22は、本明細書が開示する技術における第2導体板の一例であり、はんだ28は、本明細書が開示する技術における第2接合材の一例である。導体スペーサ22(即ち、第2導体板の一例)は、例えば銅又はその他の金属といった、導電性を有する材料を用いて構成されることができる。また、導体スペーサ22と半導体素子12との間は、はんだ28に限られず、他の接合材によって接合されてもよい。
The
下面側導体板18と同様に、上面側導体板20もまた、概して板形状の部材であり、上面20aと、上面20aとは反対側に位置する下面20bとを有する。上面側導体板20の下面20bは、モールド樹脂24の内部において、導体スペーサ22の上面22aとはんだ30を介して接合されている。これにより、上面側導体板20は、導体スペーサ22と電気的に接続され、導体スペーサ22を介して半導体素子12と電気的に接続されている。上面側導体板20は、例えば銅又はその他の金属といった、導電性を有する材料を用いて構成されることができる。
Similar to the lower surface
下面側導体板18の下面18bは、モールド樹脂24の外部に露出している。下面側導体板18は、半導体素子12と熱的にも接続されており、半導体素子12で発生した熱を外部に放出する放熱板としても機能する。同様に、上面側導体板20の上面20aは、モールド樹脂24の外部に露出している。上面側導体板20は、導体スペーサ22を介して半導体素子12と熱的にも接続されており、半導体素子12で発生した熱を外部に放出する放熱板としても機能する。即ち、本実施例の半導体装置10は、モールド樹脂24の両面に放熱板がそれぞれ露出する両面冷却構造を有する。
The
本実施例の半導体装置10は、通電時に半導体素子12等が発熱することから、半導体装置10の温度上昇を抑制するために、冷却器(図示省略)と組み合わせて用いられる。従って、半導体装置10の通電と遮断とが繰り返されると、それに同期して半導体装置10の温度も上下に変動し、半導体装置10は熱膨張と熱収縮とを交互に繰り返す。ここで、半導体素子12の下面電極16に、はんだ26(即ち、第1接合材の一例)を介して下面側導体板18(即ち、第1導体板の一例)が接合された領域を、第1接合領域C1とする。また、半導体素子12の上面電極14に、はんだ28(即ち、第2接合材の一例)を介して導体スペーサ22(即ち、第2導体板の一例)が接合された領域を、第2接合領域C2とする。両者の面積を比較すると、第1接合領域C1の面積は、第2接合領域C2の面積よりも大きくなっており、半導体装置10の構造は、半導体素子12の上下で非対称となっている。このような構造であると、半導体装置10に生じる熱膨張も半導体素子12の上下で非対称となることから、図3に示すように、半導体装置10の温度が変動したときに、半導体素子12が反るように変形することがある。このような変形は、半導体素子12に生じる応力を局所的に高めることから、クラックの発生といった半導体素子12の損傷を招く要因となり得る。
The
ここで、図3(X)は半導体装置10の温度が上昇したときの様子を示し、図3(Y)は半導体装置10の温度が低下したときの様子を示す。このように、半導体装置10の温度が変動すると、半導体装置10は、半導体素子12が反るように変形したり、その反りが戻るように変形したりする。但し、温度が変化する方向(即ち、上昇又は低下)と、半導体素子12に生じる反りの方向は、図3に例示した態様に限られず、半導体装置10の具体的な構造や、工業製品としての個体差等に応じて、様々に変化し得る。
Here, FIG. 3 (X) shows a state when the temperature of the
本発明者は、半導体素子に生じる変形及び応力について解析を行い、以下の知見を得た。半導体装置10に電流が流れると、下面側導体板18及び導体ブロック22を含む半導体装置10の構成要素がそれぞれ熱膨張し、半導体素子12の上下に位置するはんだ26、28は外周に向かって移動する。このような熱膨張が繰り返されていくと、半導体素子12の上側に位置するはんだ28は、周囲に位置するモールド樹脂24によってその移動が制限されることによって、比較的に剛性の低い半導体素子12に向けて下方へ移動する(図3(Y)中の矢印S2参照)。その結果、半導体素子12の外周部分A2は、はんだ28に押圧されて下方へ変位する。その影響を受けて、半導体素子12の下側に位置するはんだ26では、外周側に向かう移動が制限されるので(あるいは中心側に向けて押し返されるので)、半導体素子12の中心部分A1は、はんだ26に押圧されて上方へ変位する(図3(Y)中の矢印S1参照)。このように、半導体素子12の外周部分は下方に押されて変位する一方で、半導体素子の中心部分は上方に押されて変位する。その結果、半導体素子では、下方へ変位する外周部分と、上方へ変位する中心部分との間の領域において、比較的に大きな引張応力が生じ得る。
The inventor has analyzed the deformation and stress generated in the semiconductor element, and obtained the following knowledge. When a current flows through the
図4は、半導体素子12に生じる引張応力をCAE(Computer aided Engineering)解析によって求めた結果を示す。図4(B)は、通電とその停止を繰り返すパワーサイクルの回数(1000回、2000回、3000回)ごとに、半導体素子12に生じる引張応力(低温時)を示し、図4(A)、(C)は、その引張応力が生じた位置をそれぞれ模式的に示す断面図及び下面電極16の平面図である。図4から理解されるように、半導体素子12の下方へ変位する外周部分A2と、上方へ変位する中心部分A1との間の領域A3において、比較的に大きな引張応力が生じる。また、半導体素子の中心部分A1においては、比較的に応力が生じ難いことがわかる。
FIG. 4 shows the result of obtaining the tensile stress generated in the
上記のように、半導体素子12において損傷が生じやすい領域は、大きな引張応力が生じ得る領域、即ち、外周部分A2と中心部分A1との間の領域A3であることがわかる。従って、半導体素子12の損傷を抑制するためには、少なくとも外周部分A2と中心部分A1との間の領域A3において、半導体素子12の強度を高めることが有効である。そのために、本技術では半導体素子12のアニール処理に着目した。一般に、半導体素子12の製造工程では、上面電極14や下面電極16と半導体基板(図示省略)との間において良好なオーミックコンタクトを形成するために、上面電極14及び下面電極16が形成された後の半導体素子12にアニール処理工程が実施される。半導体素子12を加熱するアニール処理は、半導体素子12の強度を低下させるという副次的な影響をもたらす。この点に関して、レーザを用いて半導体素子12を局所的に加熱するレーザアニールであれば、半導体素子12の強度が必要とされる領域とその他の領域とを区別して、アニール処理の有無又は程度を選択的に変更することができる。即ち、大きな引張応力が生じ得る領域A3では、アニール処理を省略するか、又はその程度を緩めることで、半導体素子12の強度を維持することができる。それに対して、大きな引張応力が生じ得ない領域A1では、アニール処理を十分に行うことで、上面電極14や下面電極16と半導体基板との間に良好なオーミックコンタクトを形成することができる。
As described above, it can be seen that the region where damage is likely to occur in the
上記した技術に基づいて、本実施例の半導体装置10に適用された製造方法を説明する。この製造方法は、上面電極14及び下面電極16を有する半導体素子12を用意する工程と、下面電極16にはんだ26を介して下面側導体板18を接合する工程と、上面電極14にはんだ28を介して導体スペーサ22を接合する工程と、を備える。前述したように、下面電極16にはんだ26を介して下面側導体板18が接合される第1接合領域C1の面積は、導体スペーサ22にはんだ28を介して導体スペーサ22が接合される第2接合領域C2よりも大きい。半導体素子12を用意する工程には、半導体素子12にレーザ照射をするアニール工程が含まれる。このアニール工程では、図5に示すように、半導体素子12の第1領域R1に第1の強度を有するレーザを照射する一方で、半導体素子12の第1領域R1を取り囲む第2領域R2には、第1の強度よりも弱い第2の強度を有するレーザを照射する。あるいは、第2領域R2にはレーザを照射しない。ここで、第1領域R1と第2領域R2との間の境界BLは、平面視において第2接合領域C2の外周縁よりも中心側に位置する。
Based on the above technique, a manufacturing method applied to the
上記した製造方法では、半導体素子12を用意する工程において、半導体素子12の下面電極16にレーザを照射するアニール工程を実施する。このアニール工程では、まず下面電極16の第1領域R1に第1の強度を有するレーザを照射する。一方で、下面電極16の第1領域R1を取り囲む第2領域R2には、第1の強度よりも弱い第2の強度を有するレーザを照射する。又は、第2領域R2にはレーザを照射しない。その結果、半導体素子12の第2領域R2では、アニール処理に起因する強度の低下が生じないか、又はその程度が小さく、半導体素子の機械的な強度が維持される。ここで、第2領域R2は第1領域R1を取り囲む領域であるとともに、第1領域R1と第2領域R2との境界BLは、平面視において第2接合領域C2の外周縁よりも中心側に配置される。このような関係により、第2領域R2には、半導体素子12において大きな引張応力(特に、最大の引張応力)が生じ得る領域(即ち、前述した外周部分A2と中心部分A1との間の領域A3)が含まれる。大きな引張応力が生じ得る領域において、半導体素子の強度が維持されることから、半導体素子の損傷が抑制される。その一方で、半導体素子の中心部分が含まれる第1領域R1では、生じる引張応力が比較的に小さいことから、アニール処理を十分に行うことができ、半導体基板と各電極14、16との間に良好なオーミックコンタクトを形成することができる。
In the manufacturing method described above, in the step of preparing the
ここで、第1領域R1と第2領域R2との境界BLの位置は、半導体装置10の構成や、引張応力の解析結果などに応じて、様々に定めることができる。図5(A)に示す例では、第1の強度(即ち、強い強度)を有するレーザを照射する第一領域R1が、ほぼ第2接合領域C2の外周縁に対応する位置まで、最大に拡大されている。この場合、第1領域R1は、導体スペーサ22の外形のサイズとほぼ等しい。一方、図5(B)に示す例では、第1領域R1が比較的に狭く設定されており、詳しくは、第1領域R1の大きさが、導体スペーサ22の外形の2分の1のサイズに設定されている。十分なアニール処理が実施される第一領域R1が、導体スペーサ22の外形の少なくとも2分の1以上の大きさに設定されていれば、半導体基板と各電極14、16との間に必要とされるオーミックコンタクト性を確保することができる。
Here, the position of the boundary BL between the first region R1 and the second region R2 can be variously determined according to the configuration of the
以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。 Several specific examples have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations.
10:半導体素子
12:半導体素子
12a:半導体素子の上面
12b:半導体素子の下面
14:上面電極
16:下面電極
18:下面側導体板(第1導体板の一例)
18a:下面側導体板の上面
18b:下面側導体板の下面
20:上面側導体板
20a:上面側導体板の上面
20b:上面側導体板の下面
22:導体スペーサ(第2導体板の一例)
22a:導体スペーサの上面
22b:導体スペーサの下面
24:モールド樹脂
26:はんだ(第1接合材の一例)
28:はんだ(第2接合材の一例)
30:はんだ
10: Semiconductor element 12:
18a:
22a: Conductor spacer
28: Solder (an example of a second bonding material)
30: Solder
Claims (1)
上面電極及び下面電極を有する半導体素子を用意する工程と、
前記下面電極に第1接合材を介して第1導体板を接合する工程と、
前記上面電極に第2接合材を介して第2導体板を接合する工程と、
を備え、
前記下面電極に前記第1接合材を介して前記第1導体板が接合される第1接合領域の面積は、前記上面電極に前記第2接合材を介して前記第2導体板が接合される第2接合領域の面積よりも大きく、
前記半導体素子を用意する工程は、前記半導体素子の前記下面電極にレーザを照射するアニール工程を含み、
前記アニール工程では、前記下面電極の第1領域に第1の強度を有するレーザを照射する一方で、前記下面電極の前記第1領域を取り囲む第2領域には、前記第1の強度よりも弱い第2の強度を有するレーザを照射するか、又はレーザを照射せず、
前記第1領域と前記第2領域との間の境界は、平面視において前記第2接合領域の外周縁よりも中心側に位置する、
半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Preparing a semiconductor element having a top electrode and a bottom electrode;
Bonding a first conductor plate to the lower surface electrode via a first bonding material;
Bonding a second conductor plate to the upper surface electrode via a second bonding material;
With
The area of the first bonding region where the first conductor plate is bonded to the lower surface electrode via the first bonding material is such that the second conductor plate is bonded to the upper surface electrode via the second bonding material. Larger than the area of the second junction region,
The step of preparing the semiconductor element includes an annealing step of irradiating a laser to the lower surface electrode of the semiconductor element,
In the annealing step, the first region of the bottom electrode is irradiated with a laser having a first intensity, while the second region surrounding the first region of the bottom electrode is weaker than the first strength. Irradiating a laser having a second intensity or not irradiating a laser;
The boundary between the first region and the second region is located closer to the center than the outer periphery of the second bonding region in plan view.
A method for manufacturing a semiconductor device.
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