半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。本發(fā)明的解決的一個(gè)問題是提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。具有：管芯焊盤（6）、搭載于管芯焊盤（6）的SiC芯片（1）、對(duì)管芯焊盤（6）和SiC芯片（1）進(jìn)行接合的多孔質(zhì)的第1燒結(jié)Ag層（16）、以及覆蓋第1燒結(jié)Ag層（16）的表面并且被形成為圓角狀的加強(qiáng)樹脂部（17）。進(jìn)而，具有與SiC芯片（1）的源電極（2）電連接的源極引線（9）、與柵電極（3）電連接的柵極引線、與漏電極（4）電連接的漏極引線、以及覆蓋SiC芯片（1）、第1燒結(jié)Ag層（16）及管芯焊盤（6）的一部分的密封體（14），加強(qiáng)樹脂部（17）覆蓋SiC芯片（1）的側(cè)面（1c）的一部分。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造技術(shù)，例如涉及適用于作為管芯鍵合材料形成燒結(jié)Ag層的半導(dǎo)體裝置的有效技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開2009-94341號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)中，公開了將半導(dǎo)體裝置的管芯鍵合(die bonding)部通過最大粒徑15 μ m~200 μ m左右的良好導(dǎo)電性Cu金屬粉末和Ag的粘接層來金屬性地接合，并且在連接層中使細(xì)微的空孔均勻地分散的構(gòu)造。
[0003]另外，在日本特開2010-171271號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中，記載了將Si芯片和引線框經(jīng)由以具有三維網(wǎng)狀構(gòu)造的Ag為結(jié)合材料的多孔狀的高導(dǎo)電性金屬的粘接層而通過金屬鍵進(jìn)行接合，并在與高分子樹脂相接的半導(dǎo)體組裝體的表面形成了包含Zn、Al的氧化物的皮膜的構(gòu)造。
[0004]另外，在日本特開2011-249257號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)中，記載有在燒結(jié)Ag膏中添加了與氣氛無關(guān)地容易熱分解的有機(jī)銀絡(luò)化物溶液的燒結(jié)銀膏材料和使用了該材料的半導(dǎo)體芯片接合方法。
[0005]【專利文獻(xiàn)I】日本特開2009-94341號(hào)公報(bào)
[0006]【專利文獻(xiàn)2】日本特開2010-171271號(hào)公報(bào)
[0007]【專利文獻(xiàn)3】日本特開2011-249257號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了有效地利用有限的資源/能量，要求電子裝置(半導(dǎo)體裝置)的低功耗化，作為功率器件，損失比Si (硅)更低的碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等寬帶隙半導(dǎo)體的開發(fā)得到了發(fā)展。其中特別是關(guān)于SiC器件(SiC芯片)，以冷卻系統(tǒng)的簡化為目的，討論了在高溫區(qū)中的使用，對(duì)于在搭載器件的封裝體要求在高溫工作時(shí)高的可靠性。
[0009]但是，目前，能夠在長期內(nèi)保證SiC器件的高溫(200~250°C)工作的安裝技術(shù)尚未確立，這是現(xiàn)實(shí)狀況。在搭載了以往的Si器件(Si芯片)的封裝體的高溫規(guī)范的安裝方式中，作為引線框使用對(duì)其表面實(shí)施了鍍Ni的銅框，Si芯片的背面電極和引線框的芯片搭載部通過含鉛的高溫焊料來接合。
[0010]進(jìn)而，通過使用了鋁(Al)導(dǎo)線的超聲波鍵合(bonding)，對(duì)Si芯片的表面(主面)的源電極以及柵電極與各引線端子之間進(jìn)行接線，在覆蓋Si芯片、鋁導(dǎo)線與管芯鍵合部，并且使引線框的管芯焊盤(die pad)和引線端子的一部分露出了的狀態(tài)下，用包含低熱膨脹填充物的密封樹脂進(jìn)行壓鑄模而安裝。
[0011]另外，關(guān)于管芯鍵合構(gòu)造，已知如上述專利文獻(xiàn)1、2以及3所公開的那樣，作為接合材料(管芯鍵合材料)用多孔狀的(多孔質(zhì)的)燒結(jié)Ag形成了接合層的構(gòu)造。在上述專利文獻(xiàn)I以及2中，采用如下接合構(gòu)造:用貴金屬構(gòu)成半導(dǎo)體芯片的背面電極以及管芯焊盤的芯片搭載面，將接合層作為由使細(xì)微的空隙以5~70vol%的比例均勻地分散了的Ag的網(wǎng)格構(gòu)造構(gòu)成的多孔狀的燒結(jié)Ag層，進(jìn)而在細(xì)微的空孔(多孔狀)部分中填充了熱硬化性的樹脂。
[0012]此處，關(guān)于組裝半導(dǎo)體的金屬部件(例如引線框等)，其大部分由有效地傳遞電和熱的銅(Cu)形成，在要求耐熱性的封裝體的情況下，一般在各種接合面形成有鍍Ni膜。
[0013]在樹脂密封型封裝體(半導(dǎo)體裝置)中，采用如下構(gòu)造:在實(shí)施了該鍍Ni的管芯焊盤上，通過接合層厚度20?100 μ m的鉛焊料對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行管芯鍵合，其周圍用環(huán)氧密封樹脂覆蓋。
[0014]在這樣的構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置中，在作為半導(dǎo)體芯片采用寬帶隙半導(dǎo)體芯片，并使工作溫度高達(dá)200°C以上的情況下，由于引線框與密封樹脂之間的剝離，對(duì)半導(dǎo)體芯片與管芯焊盤之間的柔軟的鉛焊料的接合部施加大的熱變形，通過短的重復(fù)的溫度循環(huán)來在接合部產(chǎn)生貫通裂紋，有時(shí)導(dǎo)致電特性提前變成不良。
[0015]進(jìn)而，作為上述鉛焊料的代替技術(shù)，即使采用了如上述專利文獻(xiàn)1、2以及3所公開那樣的用燒結(jié)Ag層進(jìn)行接合的構(gòu)造，但在燒結(jié)Ag的接合層的厚度薄的情況下，將產(chǎn)生由于半導(dǎo)體芯片與管芯焊盤之間的熱膨脹差，對(duì)燒結(jié)Ag的接合部施加大的熱變形，而在短期間內(nèi)產(chǎn)生貫通裂紋這樣的問題。
[0016]另外，為了避免該貫通裂紋的問題，考慮增大燒結(jié)Ag的接合層的厚度，但為了使接合層變厚，需要提高所使用的燒結(jié)Ag膏的粘度。此時(shí)，由于在搭載芯片時(shí)從芯片下壓出的燒結(jié)Ag膏而形成的圓角的表面為凹凸形狀，在剝離了密封樹脂之后在接近管芯焊盤的圓角的前端的附近部產(chǎn)生應(yīng)力集中而容易成為裂紋產(chǎn)生的起點(diǎn)，并產(chǎn)生即使在使接合層變厚了的情況下溫度循環(huán)壽命仍短的半導(dǎo)體裝置這樣的問題。
[0017]其結(jié)果，半導(dǎo)體裝置的可靠性降低。
[0018]在本申請(qǐng)中公開的實(shí)施方式的目的在于提供一種能夠提高半導(dǎo)體裝置的可靠性的技術(shù)。
[0019]其他問題和新的特征根據(jù)本說明書的記述以及附圖將更加明確。
[0020]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具有:芯片搭載部；寬帶隙半導(dǎo)體芯片，搭載于芯片搭載部；多孔質(zhì)的第I燒結(jié)Ag層，接合芯片搭載部和寬帶隙半導(dǎo)體芯片；以及第I樹脂部，覆蓋第I燒結(jié)Ag層的表面，并且被形成為圓角狀，所述第I樹脂部覆蓋寬帶隙半導(dǎo)體芯片的側(cè)面的一部分。
[0021]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，能夠提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是透過樹脂部而示出實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的一個(gè)例子的俯視圖。
[0023]圖2是示出沿著圖1所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖。
[0024]圖3是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的燒結(jié)Ag層形成時(shí)的燒結(jié)Ag層的表面的構(gòu)造的一個(gè)例子的部分示意圖。
[0025]圖4是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的第I樹脂部形成時(shí)的接合層的構(gòu)造的一個(gè)例子的部分剖面圖。
[0026]圖5是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的接合層的圓角形狀的部分剖面圖。
[0027]圖6是示出在使樹脂浸潰到圖1所示的半導(dǎo)體裝置的接合層的情況下的效果的圖。
[0028]圖7是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。
[0029]圖8是透過樹脂部而示出實(shí)施方式I的第I變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的俯視圖。
[0030]圖9是示出沿著圖8所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖。
[0031]圖10是示出圖8所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。
[0032]圖11是示出實(shí)施方式I的第2變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖面圖。
[0033]圖12是示出圖11所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。
[0034]圖13是示出實(shí)施方式I的第3變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖面圖。
[0035]圖14是示出圖13所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。
[0036]圖15是透過樹脂部而示出實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的一個(gè)例子的俯視圖。
[0037]圖16是示出沿著圖15所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖。
[0038]圖17是示出圖15所示的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體芯片的第I電極的導(dǎo)線接合部的構(gòu)造的一個(gè)例子的部分俯視圖。
[0039]圖18是示出沿著圖17所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的部分剖面圖。
[0040]圖19是示出圖15所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。
[0041]圖20是透過樹脂部而示出實(shí)施方式2的變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的俯視圖。
[0042]圖21是示出沿著圖20所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖。
[0043]【符號(hào)說明】
[0044]1:SiC芯片(寬帶隙半導(dǎo)體芯片);la:主面；lb:背面；lc:側(cè)面；ld:接觸膜；le:基底膜；lf:貴金屬膜；lg:主電極；lh:背面電極；2:源電極(第I電極);3:柵電極(第3電極)；4:漏電極(第2電極)；5:鈍化膜；6:管芯焊盤(芯片搭載部)；6a:上表面(芯片搭載面)；6b:下表面；7:漏極引線(第2引線)；8:源鍵焊盤；9:源極引線(第I引線)；10:柵鍵焊盤；11:柵極引線(第3引線)；12、13:鍍Ni膜；14:密封體(第3樹脂部)；15:鍍Ag膜(第I貴金屬鍍膜);16:第I燒結(jié)Ag層；16a:圓角部；16b:未填充部；16c:縱裂紋；17:加強(qiáng)樹脂部(第I樹脂部)；18、19:鋁導(dǎo)線；18a:切口部；20:半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)；21:引線框；22:第I燒結(jié)Ag膏；23:加強(qiáng)樹脂(第I樹脂)；24:半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)；25、26:銅導(dǎo)線；27:鍍Ag ；28:鍍焊料部；29:半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)；30:加強(qiáng)樹脂部(第2樹脂部)；31:加強(qiáng)樹月旨(第2樹脂)；32:半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)；33:有機(jī)Zn膜；34:有機(jī)Zn化合物溶液；35:半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置);36:第2燒結(jié)Ag層；37:第2燒結(jié)Ag膏；38:半導(dǎo)體封裝(半導(dǎo)體裝置)；39:主電極用引線；40:主電極用鍵合焊盤；41:背面電極用引線；42:背面電極用鍵合焊盤；43:高溫?zé)oPb焊料；44、45:無Pb焊料膜。

【具體實(shí)施方式】
[0045]在以下的實(shí)施方式中，除了特別需要的時(shí)候之外，原則上不重復(fù)相同或者同樣的部分的說明。
[0046]進(jìn)而，在以下的實(shí)施方式中，為便于說明，在需要時(shí)，分割為多個(gè)部分或者實(shí)施方式來進(jìn)行說明，除了特別明示的情況以外，它們并不是相互無關(guān)，一個(gè)處于另一個(gè)的部分或者全部的變形例、詳細(xì)情況、補(bǔ)充說明等關(guān)系。
[0047]另外，在以下的實(shí)施方式中，在提及要素的數(shù)量等(包括個(gè)數(shù)、數(shù)值、量、范圍等)的情況下，除了特別明示的情況以及原理上明確地限定于特定的數(shù)量的情況等以外，不限于該特定的數(shù)量，既可以是特定的數(shù)量以上也可以是以下。
[0048]另外，在以下的實(shí)施方式中，關(guān)于其構(gòu)成要素(還包括要素步驟等)，除了特別明示的情況以及原理上明確為必須的情況等以外，當(dāng)然不一定是必須的。
[0049]另外，在以下的實(shí)施方式中，關(guān)于構(gòu)成要素等，在稱為“由A構(gòu)成”、“由A組成”、“具有A”、“包括A”時(shí)，除了特別明示為僅該要素的情況等以外，當(dāng)然不排除其以外的要素。同樣地，在以下的實(shí)施方式中，在提及構(gòu)成要素等的形狀、位置關(guān)系等時(shí)，除了特別明示了的情況以及原理上明確地認(rèn)為并非如此的情況等以外，包括實(shí)質(zhì)上近似或者類似于其形狀等的部分等。其關(guān)于上述數(shù)值以及范圍等也是同樣的。
[0050]以下，根據(jù)附圖，詳細(xì)說明實(shí)施方式。另外，在用于說明實(shí)施方式的所有附圖中，對(duì)具有同一功能的部件附加同一符號(hào)，省略其反復(fù)的說明。另外，為了易于理解附圖，即使在俯視圖中，也有時(shí)附加陰影線。
[0051](實(shí)施方式I)
[0052]圖1是透過樹脂部而示出實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的一個(gè)例子的俯視圖，圖2是示出沿著圖1所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖，圖3是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的燒結(jié)Ag層形成時(shí)的燒結(jié)Ag層的表面的構(gòu)造的一個(gè)例子的部分示意圖，圖4是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的第I樹脂部形成時(shí)的接合層的構(gòu)造的一個(gè)例子的部分剖面圖。另夕卜，圖5是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的接合層的圓角形狀的部分剖面圖，圖6是示出在使樹脂浸潰到圖1所示的半導(dǎo)體裝置的接合層的情況下的效果的圖。
[0053]本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置是搭載了在高溫(200?250°C)下工作的寬帶隙半導(dǎo)體芯片的裝置。另外，本實(shí)施方式I的上述寬帶隙半導(dǎo)體芯片是在主面和背面分別具有電極的縱型半導(dǎo)體芯片，在本實(shí)施方式I中，舉出將晶體管器件安裝到樹脂密封型的半導(dǎo)體封裝體中的情況為例子來進(jìn)行說明。
[0054]另外，在本實(shí)施方式I中，作為上述寬帶隙半導(dǎo)體芯片，舉出由SiC (碳化硅)構(gòu)成的半導(dǎo)體芯片(也稱為SiC器件)的情況來進(jìn)行說明，但上述寬帶隙半導(dǎo)體芯片也可以是由GaN (氮化鎵)等構(gòu)成的半導(dǎo)體芯片。
[0055]如圖1以及圖2所示，在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體(半導(dǎo)體裝置)20中，搭載了作為SiC器件的SiC芯片(寬帶隙半導(dǎo)體芯片)1。SiC芯片I具有主面la、其相反側(cè)的背面lb、以及配置于主面Ia與背面Ib之間的位置的4個(gè)側(cè)面Ic,主面Ia是例如2.5mmX 2.5mm的大小。進(jìn)而，SiC芯片I的厚度是例如0.35mm。
[0056]另外，在SiC芯片I的主面Ia形成了作為最外表面由Al (鋁)膜構(gòu)成的主電極的源電極(第I電極)2，另一方面，在背面Ib形成了最外表面由Au (金)或者Ag (銀)膜構(gòu)成的多層膜構(gòu)造的漏電極(第2電極)4。另外，在主面Ia形成了面積比源電極2小的柵電極(第3電極)3，該柵電極3的最外表面也由Al膜構(gòu)成。
[0057]另外，在主面Ia的電極之間和芯片外周部，形成了作為保護(hù)膜的鈍化膜5。
[0058]這樣的SiC芯片I搭載于作為芯片搭載部的管芯焊盤6的上表面(芯片搭載面)6a。
[0059]另外，在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20中，在管芯焊盤6的上表面6a與SiC芯片I之間，設(shè)置了接合管芯焊盤6與SiC芯片I的多孔狀的(多孔質(zhì)的)第I燒結(jié)Ag層16，作為管芯鍵合材料。
[0060]另外，SiC芯片I的主面Ia的源電極2經(jīng)由作為金屬導(dǎo)線的一個(gè)例子的由鋁構(gòu)成的導(dǎo)線(以下稱為鋁導(dǎo)線)18與源極引線(第I引線)9電連接。此時(shí)，鋁導(dǎo)線18與和源極引線9 一體地形成的源鍵焊盤8電連接，在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20中，由于對(duì)源電極2施加比較大的電流，所以通過2根鋁導(dǎo)線18來將源電極2和源極引線9電連接。
[0061]另外，主面Ia的柵電極3經(jīng)由比鋁導(dǎo)線18細(xì)的鋁導(dǎo)線19與柵極引線(第3引線)11電連接。此時(shí)，鋁導(dǎo)線19與和柵極引線11 一體地形成的柵鍵焊盤10電連接。
[0062]另一方面，背面Ib的漏電極4經(jīng)由第I燒結(jié)Ag層16與管芯焊盤6電連接，進(jìn)而與和該管芯焊盤6 —體地形成的漏極引線(第2引線)7電連接。
[0063]另外，在半導(dǎo)體封裝體20中，管芯焊盤6、源極引線9、源鍵焊盤8、漏極引線7、柵極引線11以及柵鍵焊盤10由以Cu (銅)為主成分的材料構(gòu)成。進(jìn)而，在管芯焊盤6以及漏極引線7各自的表面，形成了鍍Ni膜12，并且，在源極引線9、源鍵焊盤8、柵極引線11以及柵鍵焊盤10各自的表面也形成了鍍Ni膜13。S卩，在包括管芯焊盤6的各引線部件各自的表面形成了鍍Ni膜。
[0064]因此，SiC芯片I的主面Ia的源電極2、和實(shí)施了鍍Ni膜13的源鍵焊盤8通過超聲波鍵合2根鋁導(dǎo)線18來電連接。另外，主面Ia的柵電極3、和實(shí)施了鍍Ni膜13的柵鍵焊盤10通過超聲波鍵合鋁導(dǎo)線19來接線并電連接。
[0065]另外，在管芯焊盤6的上表面6a的芯片搭載區(qū)域的表面處，在鍍Ni膜12上形成了鍍Ag膜(第I貴金屬鍍膜)15。此處的鍍Ni膜12的膜厚是例如2.0 μ m，另一方面，鍍Ag膜15的膜厚是例如5.0 μ m，但是，這些膜厚不限于上述數(shù)值，能夠自由地選擇。
[0066]另外，鋁導(dǎo)線18、19各自的表面也可以用Au膜或者Ag膜等第2貴金屬鍍膜覆蓋，由此，能夠提高鋁導(dǎo)線18、19與SiC芯片I的電極的連接部、與各引線的連接部中的各自的連接強(qiáng)度。
[0067]此處，在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20中，在管芯焊盤6上隔著對(duì)粘度高的燒結(jié)Ag膏不加壓地進(jìn)行燒結(jié)而形成的多孔質(zhì)的(多孔狀的)第I燒結(jié)Ag層16搭載了 SiC芯片I。此時(shí)，在SiC芯片I的背面lb，形成了最外表面由Au或者Ag膜構(gòu)成的多層膜構(gòu)造的漏電極4，另一方面，在管芯焊盤6的上表面6a，形成了鍍Ag膜15，所以背面Ib的漏電極4的Au或者Ag膜與管芯焊盤6上的鍍Ag膜15金屬接合。
[0068]另外，用作管芯鍵合材料的第I燒結(jié)Ag層16的厚度需要50 μ m以上，此處設(shè)為150 μ m厚度。另外，在20?60vol%的范圍內(nèi)調(diào)整多孔狀的第I燒結(jié)Ag層16的空孔率，此處，設(shè)為例如40vol%。另外，關(guān)于SiC芯片I的背面Ib的漏電極4，與燒結(jié)Ag的相互擴(kuò)散反應(yīng)少，多層膜構(gòu)造被原樣地保持為初始的狀態(tài)。
[0069]另外，在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20中，在第I燒結(jié)Ag層16上和其附近，形成了加強(qiáng)樹脂部(第I樹脂部)17，該加強(qiáng)樹脂部17由對(duì)液狀的樹脂進(jìn)行涂覆/硬化處理而形成的聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、或者玻化溫度為190°C以上的高耐熱的環(huán)氧樹脂構(gòu)成。
[0070]S卩，加強(qiáng)樹脂部17被形成為在俯視中在SiC芯片I的整個(gè)周圍覆蓋第I燒結(jié)Ag層16的表面，并且相對(duì)于管芯焊盤6的上表面6a的鍍Ag膜15被形成為圓角狀。
[0071]進(jìn)而，加強(qiáng)樹脂部17覆蓋SiC芯片I的各側(cè)面Ic各自的一部分。即，加強(qiáng)樹脂部17被形成為圓角狀，圓角的上端部到達(dá)SiC芯片I的各側(cè)面lc，還具有作為第I燒結(jié)Ag層16的保護(hù)層的功能。
[0072]另外，形成加強(qiáng)樹脂部17的樹脂還浸潰到第I燒結(jié)Ag層16的空孔部分的一部分，提高第I燒結(jié)Ag層16的強(qiáng)度(剛性)，但并未浸潰到第I燒結(jié)Ag層16的所有空孔部分。
[0073]另外，在半導(dǎo)體封裝體20中，SiC芯片1、鋁導(dǎo)線18、19、第I燒結(jié)Ag層16、加強(qiáng)樹脂部17、源鍵焊盤8、柵鍵焊盤10以及管芯焊盤6的一部分被密封體(第3樹脂部)14覆蓋。
[0074]S卩，以使管芯焊盤6的下表面6b和各引線的一部分(源極引線9、漏極引線7、柵極引線11)為露出的狀態(tài)的方式，密封體14覆蓋整體，在密封體14的安裝面?zhèn)龋苄竞副P6的下表面6b露出。另外，密封體14由例如環(huán)氧系的熱硬化性樹脂等構(gòu)成。
[0075]接下來，使用圖3?圖5，詳細(xì)說明在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20中設(shè)置的加強(qiáng)樹脂部17。
[0076]在圖3所示的構(gòu)造中，SiC芯片I通過對(duì)由粒徑0.5?2.0 μ m的Ag粒子構(gòu)成的膏進(jìn)行燒成而形成的多孔質(zhì)的(多孔狀的)第I燒結(jié)Ag層16被金屬接合到形成有圖5所示的鍍Ag膜15的管芯焊盤6。另外，第I燒結(jié)Ag層16在SiC芯片I的外周形成了圓角部16a。
[0077]關(guān)于圓角部16a的剖面形狀，如圖3所示，通過從芯片下壓出的粘度高的燒結(jié)Ag膏來形成凹凸形狀，進(jìn)而在燒結(jié)過程中保持初始形狀而進(jìn)行燒結(jié)，所以成為具有凸部P的形狀。
[0078]對(duì)該圓角部16a涂覆液狀樹脂并進(jìn)行硬化處理，如圖4所示地使其浸入到多孔狀的第I燒結(jié)Ag層16內(nèi)而形成樹脂浸潰了的第I燒結(jié)Ag層16，同時(shí)，在第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a上通過表面張力的效應(yīng)以在凹部中集中了大量的樹脂的狀態(tài)形成了加強(qiáng)樹脂部17。
[0079]如圖3所示，關(guān)于圓角部16a上的圖4的加強(qiáng)樹脂部17的厚度，以使連接凸部P的兩側(cè)的圓角部16a上的2點(diǎn)Q、R的直線中的處于最下端的第I直線LO平行移動(dòng)至圓角部16a的凸部P的前端的第2直線LI為基準(zhǔn)，設(shè)為第2直線LI至圓角部16a、管芯焊盤6的距離的1/4以上的厚度。進(jìn)而，在圓角部16a中將從第2直線LI最凹陷的部位的樹脂層的厚度設(shè)為1ym以上。
[0080]另外，如圖4所示，如果涂覆液狀的樹脂，進(jìn)而進(jìn)行樹脂的硬化處理，則在第I燒結(jié)Ag層16內(nèi)，也存在樹脂無法浸入的未填充部16b。
[0081]另外，圖5是示出在芯片側(cè)面的附近存在初始的縱裂紋16c的第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a處形成了加強(qiáng)樹脂部17的構(gòu)造的圖。如圖5所示，在SiC芯片I的背面Ib形成了鈦等的接觸膜Id、鎳等的基底膜le、Au或者Ag等的貴金屬膜If。
[0082]進(jìn)而，在管芯焊盤6的上表面6a的芯片搭載區(qū)域中形成了鍍Ag膜15，SiC芯片I和管芯焊盤6通過第I燒結(jié)Ag層16接合。另外，在SiC芯片I的側(cè)面Ic的第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a，存在在燒結(jié)過程中形成的初始的縱裂紋16c，在縱裂紋16c的內(nèi)部、以及相對(duì)上述定義的第I直線LI而凹陷的第I燒結(jié)Ag層16的區(qū)域以及表面形成了加強(qiáng)樹脂部17。
[0083]詳細(xì)而言，在管芯鍵合工序中，在管芯焊盤6上配置了半導(dǎo)體芯片時(shí)，所壓出的燒結(jié)Ag膏在接近芯片側(cè)面的區(qū)域形成凹部，由于膏燒結(jié)過程的體積收縮而在芯片側(cè)面的附近容易形成縱向的裂紋(縱裂紋16c)，該封裝完成時(shí)的初始的縱裂紋16c減弱基于圓角的接合部的加強(qiáng)效果。
[0084]其結(jié)果，產(chǎn)生密封樹脂剝離，使之后的接合部的溫度循環(huán)測(cè)試的耐性降低這樣的問題。
[0085]另外，初始的縱裂紋16c還存在使芯片背面的電極的耐濕可靠性降低這樣的問題。
[0086]因此，在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20中，采用如下構(gòu)造:用厚度150 μ m左右的第I燒結(jié)Ag層16對(duì)SiC芯片I和由Cu合金構(gòu)成的管芯焊盤6進(jìn)行管芯鍵合，在成為凸形狀的第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a的凹部、SiC芯片I的側(cè)面Ic的附近的縱裂紋16c中，填充高耐熱/高強(qiáng)度的樹脂來進(jìn)行加強(qiáng)。
[0087]由此，即使在SiC芯片I的工作溫度為200?250°C的高溫并且處于密封樹脂(密封體14)與管芯焊盤6剝離了的狀態(tài)的情況下，由SiC和Cu的熱膨脹差而產(chǎn)生的熱應(yīng)力不會(huì)集中到第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a的特定部位，而能夠延緩圓角部16a中的裂紋產(chǎn)生時(shí)期。
[0088]其結(jié)果，能夠大幅提高管芯鍵合部(SiC芯片I和管芯焊盤6的接合部)的溫度循環(huán)測(cè)試中的可靠性，能夠提高半導(dǎo)體封裝體20的可靠性。
[0089]進(jìn)而，由于加強(qiáng)樹脂部17覆蓋了 SiC芯片I的側(cè)面Ic的一部分，所以能夠提高SiC芯片I和加強(qiáng)樹脂部17的緊貼度。S卩，SiC (碳化硅)和燒結(jié)Ag的粘接強(qiáng)度并不那么高，所以通過加強(qiáng)樹脂部17的圓角的上端部到達(dá)SiC芯片I的側(cè)面lc，能夠提高SiC芯片I和加強(qiáng)樹脂部17的緊貼度，并能夠謀求SiC芯片I與第I燒結(jié)Ag層16的界面處的剝離的抑制化。
[0090]其結(jié)果，能夠提高半導(dǎo)體封裝體20的可靠性。
[0091]另外，即使在第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a的芯片側(cè)面的附近形成了縱裂紋16c的情況下，由于用加強(qiáng)樹脂部17掩埋了縱裂紋16c和該圓角部16a的上部以及附近的第I燒結(jié)Ag層16內(nèi)的空孔部分，所以能夠使水分不直接接觸到芯片側(cè)面的多層電極膜的界面。
[0092]S卩，即使在密封樹脂(密封體14)與管芯焊盤6剝離而高濕度的外界空氣浸入至圓角部16a的周圍的情況下，也不會(huì)使水分直接接觸到芯片側(cè)面的多層電極膜的界面，所以能夠抑制由于氧化、腐蝕等作用而多層電極膜的界面的強(qiáng)度降低并剝離并且管芯鍵合部的耐濕可靠性降低。
[0093]進(jìn)而，在第I燒結(jié)Ag層16的縱裂紋16c中埋入加強(qiáng)樹脂部17的樹脂，所以也能夠降低來自縱裂紋16c的外界空氣、水分的浸入，能夠抑制SiC芯片I的背面Ib的電極的耐濕可靠性降低。
[0094]另外，半導(dǎo)體封裝體20采用使液狀樹脂浸潰到多孔狀的第I燒結(jié)Ag層16內(nèi)并用樹脂覆蓋了多孔狀的內(nèi)部的Ag骨架的表面的構(gòu)造，所以即使在250°C的高溫下保持幾千小時(shí)的長期間的情況下，Ag的表面擴(kuò)散所致的燒結(jié)Ag的組織變化也被抑制，能夠提高管芯鍵合部的高溫可靠性。
[0095]此處，圖6是在用作管芯鍵合材料的多孔狀的燒結(jié)Ag層中，使樹脂浸潰到其空孔部分(例如環(huán)氧系樹脂)的情況A和未浸潰的情況B下，測(cè)定進(jìn)行期望次數(shù)的溫度循環(huán)時(shí)的剪切強(qiáng)度而得到的結(jié)果。如圖6所示，得到了這樣的結(jié)果:在多孔質(zhì)的燒結(jié)Ag層中，在使樹脂浸潰到空孔部分的情況A下，相比于在空孔部分中未浸潰樹脂的情況B，相對(duì)溫度循環(huán)數(shù)的剪切強(qiáng)度變高。
[0096]由此,用150 μ m的厚的多孔狀的第I燒結(jié)Ag層16形成管芯鍵合部，并用10 μ m以上的厚度的高耐熱/高強(qiáng)度的加強(qiáng)樹脂部17覆蓋第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a的凹部的應(yīng)力集中的部位而加強(qiáng)，從而即使在搭載了在200?250°C的高溫區(qū)域中工作的SiC芯片I的半導(dǎo)體封裝體20中，也能夠提高其可靠性。
[0097]S卩，能夠?qū)崿F(xiàn)具備搭載在200?250°C的高溫區(qū)域中工作的SiC芯片1，并且溫度循環(huán)可靠性、高溫/高濕可靠性以及高溫可靠性優(yōu)良的管芯鍵合部的半導(dǎo)體封裝體20。
[0098]其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性長期地優(yōu)良的樹脂密封型的半導(dǎo)體封裝體20。
[0099]另外，關(guān)于圖2所示的第I燒結(jié)Ag層16的厚度，還能夠通過提高燒結(jié)Ag膏的粘度來使其變厚超過500 μ m,但考慮材料成本而將400 μ m設(shè)為上限。另外，在接合厚度是50 μ m以下的情況下，即使進(jìn)行了充分的樹脂加強(qiáng)，也得不到必要的溫度循環(huán)可靠性，所以將下限設(shè)為50 μ m。
[0100]另外，在本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20中，第I燒結(jié)Ag層16是多孔狀(多孔質(zhì))的構(gòu)造，所以能夠通過自身的低彈性的特性吸收由于與SiC芯片I的熱膨脹差而產(chǎn)生的熱變形，能夠避免背面Ib的電極與燒結(jié)Ag層的接合界面由于熱疲勞破壞等而損傷。
[0101]另外，能夠避免SiC芯片I的背面Ib的電極與燒結(jié)Ag層的接合界面由于熱疲勞破壞等而損傷，所以能夠確保管芯焊盤6與SiC芯片I之間的電流的通電路線。由此，即使反復(fù)進(jìn)行超過200°C的高溫工作，也能夠不發(fā)生上述電極的接合部的短時(shí)間內(nèi)的斷線所致的不良情況，其結(jié)果，能夠長期確保作為封裝產(chǎn)品的可靠性。
[0102]另外，在圖2所示的構(gòu)造中，示出了加強(qiáng)樹脂部17由I層構(gòu)成的情況，但也可以在燒結(jié)Ag層的表面形成與金屬的緊貼性優(yōu)良的聚酰亞胺系的第I加強(qiáng)樹脂部，進(jìn)而在其上形成環(huán)氧系的第2加強(qiáng)樹脂部而成為2層構(gòu)造。在上述2層構(gòu)造中，容易進(jìn)行與相接于各層的材料的配合，容易調(diào)整為最佳厚度，通過設(shè)為2層構(gòu)造，能夠在半導(dǎo)體裝置中得到更高的可靠性。
[0103]接下來，說明本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體封裝體20)的組裝。圖7是示出圖1所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。
[0104]此處，依照?qǐng)D7所示的流程，并且使用圖1以及圖2進(jìn)行說明。
[0105]首先，作為部件，準(zhǔn)備在全面實(shí)施了鍍Ni并且在其上實(shí)施了部分鍍Ag而得到的引線框21、以及在背面Ib的漏電極4的表面形成Au或者Ag等貴金屬膜并且用Al膜構(gòu)成主面Ia的源電極2以及柵電極3各自的表面而得到的縱型的SiC芯片(寬帶隙半導(dǎo)體芯片)
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[0106]此處，引線框21具備具有上表面6a的管芯焊盤6、配置于管芯焊盤6的附近的源極引線9以及柵極引線11、和與管芯焊盤6連結(jié)并且與管芯焊盤6 —體地形成的漏極引線7。
[0107]接下來，在引線框21的管芯焊盤6的上表面6a的鍍Ag區(qū)域上，與所搭載的芯片尺寸對(duì)應(yīng)地，通過供料器供給以細(xì)微的Ag粒子和揮發(fā)性的溶劑為主成分的第I燒結(jié)Ag膏(燒結(jié)Ag膏)22。關(guān)于此時(shí)的供給形狀，按照在搭載SiC芯片I并壓入時(shí)所壓出的第I燒結(jié)Ag膏22在芯片角部和邊處形成相同尺寸的圓角那樣的圖案(例如在芯片角部和中央的5個(gè)點(diǎn)形成點(diǎn)的圖案)來供給。
[0108]另外，用安裝器以從管芯焊盤6的上表面6a起達(dá)到規(guī)定的高度的方式，壓入而搭載SiC芯片I。此時(shí)，第I燒結(jié)Ag膏22的供給量為如下程度的適當(dāng)?shù)牧?芯片下被第I燒結(jié)Ag膏22全面掩埋，進(jìn)而SiC芯片I的側(cè)面Ic被所壓出的第I燒結(jié)Ag膏22埋到大致中間。如果過多，則燒結(jié)Ag蔓延至SiC芯片I的主面(上表面)la，如果過少，則無法形成充分的大小的圓角，所以供給上述適當(dāng)?shù)牧俊?br> [0109]在搭載芯片之后，用大氣氣氛的烘箱，在200?300°C、例如250°C _1小時(shí)的條件下，以無加壓的狀態(tài)進(jìn)行第I燒結(jié)Ag膏22的燒成處理，形成第I燒結(jié)Ag層16。另外，關(guān)于在加熱過程中溶劑成分、微小的Ag粒子附著到了表面的有機(jī)成分，由于揮發(fā)、熱分解/氧化所致的分解而消失，在細(xì)微的Ag粒子接觸到的部位，由于Ag的表面擴(kuò)散而粒子彼此開始連結(jié)，形成Ag的網(wǎng)格，經(jīng)由第I燒結(jié)Ag層16中的多孔狀(多孔質(zhì))的Ag的網(wǎng)格將SiC芯片I和管芯焊盤6金屬性地接合。
[0110]接下來，使用粗的鋁導(dǎo)線18通過超聲波鍵合，對(duì)芯片上的表面由Al膜構(gòu)成的源電極2、與實(shí)施了鍍Ni膜13的源極引線9的源鍵焊盤8之間進(jìn)行接線。進(jìn)而，使用細(xì)的鋁導(dǎo)線19通過超聲波鍵合對(duì)同樣地表面由Al膜構(gòu)成的柵電極3、與實(shí)施了鍍Ni膜13的柵極引線11的柵鍵焊盤10之間進(jìn)行接線。
[0111]即，通過超聲波鍵合經(jīng)由粗的鋁導(dǎo)線18對(duì)SiC芯片I的主面Ia的源電極2和源極引線9進(jìn)行電連接(接線)，進(jìn)而通過超聲波鍵合經(jīng)由比鋁導(dǎo)線18細(xì)的鋁導(dǎo)線19對(duì)主面Ia的柵電極3和柵極引線11進(jìn)行電連接(接線)。
[0112]接下來，在作為管芯鍵合部的燒結(jié)Ag圓角的第I燒結(jié)Ag層16的表面上，用供料器供給(涂覆)作為液狀的第I高耐熱/高強(qiáng)度樹脂的加強(qiáng)樹脂(第I樹脂)23。此時(shí)，使加強(qiáng)樹脂23浸潰到多孔狀的第I燒結(jié)Ag層16內(nèi)，并且在圓角上的凹部處加強(qiáng)樹脂23的樹脂層達(dá)到規(guī)定的厚度以上。
[0113]此時(shí)，以覆蓋SiC芯片I的各側(cè)面Ic各自的一部分的方式，供給加強(qiáng)樹脂23。即，以使加強(qiáng)樹脂23的圓角的上端部(芯片側(cè)端部)達(dá)到SiC芯片I的各側(cè)面Ic的方式，供給加強(qiáng)樹脂23。
[0114]在供給之后，在與所供給的加強(qiáng)樹脂23符合的最佳的硬化條件下進(jìn)行加熱處理并硬化處理，形成覆蓋第I燒結(jié)Ag層16的表面，并且呈圓角狀的加強(qiáng)樹脂部17。
[0115]由此，加強(qiáng)樹脂部17形成為覆蓋SiC芯片I的各側(cè)面Ic各自的一部分。即，以使加強(qiáng)樹脂部17的圓角的上端部(芯片側(cè)端部)到達(dá)SiC芯片I的各側(cè)面Ic的方式，形成加強(qiáng)樹脂部17。
[0116]接下來，將安裝了的引線框21設(shè)置到樹脂成型模具中，之后使用包含低熱膨脹填充物的環(huán)氧系的密封樹脂來進(jìn)行壓鑄模，加熱保持并進(jìn)行硬化處理而形成密封體14。
[0117]在樹脂密封之后，根據(jù)需要對(duì)金屬露出部(此處為源極引線9、漏極引線7以及柵極引線11)進(jìn)行鍍焊料。但是，關(guān)于上述鍍焊料的形成，也可以不一定進(jìn)行。
[0118]接下來，對(duì)引線框21進(jìn)行切斷成型而作為功率半導(dǎo)體封裝體的半導(dǎo)體封裝體20完成。即，從引線框21將源極引線9、漏極引線7以及柵極引線11切斷分離，并且對(duì)這些引線進(jìn)行期望的彎曲成型而半導(dǎo)體封裝體20的組裝完成。
[0119]根據(jù)本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置的制造方法，能夠用可量產(chǎn)的工藝制造在基于燒結(jié)Ag層的管芯鍵合部的應(yīng)力的集中部位形成了高耐熱/高強(qiáng)度的加強(qiáng)樹脂部17的構(gòu)造，所以能夠組裝即使在SiC芯片I的工作溫度是200?300°C的高溫區(qū)域中也長期不產(chǎn)生特性不良等不佳狀況的具有高的可靠性的樹脂密封型的半導(dǎo)體封裝體20。此時(shí)，能夠以與以往產(chǎn)品等同的生產(chǎn)率來量產(chǎn)本實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20。
[0120]另外，在本實(shí)施方式I中，說明了在導(dǎo)線接合之后對(duì)管芯鍵合加強(qiáng)用的加強(qiáng)樹脂23進(jìn)行涂覆/硬化處理的情況，但該對(duì)加強(qiáng)樹脂23進(jìn)行涂覆/硬化處理的工序也可以在管芯鍵合之后(導(dǎo)線接合之前)進(jìn)行。特別地，在未進(jìn)行導(dǎo)線接合部的樹脂加強(qiáng)的產(chǎn)品或者用金屬部件加強(qiáng)的產(chǎn)品中，不論采用什么樣的工序，生產(chǎn)率幾乎不會(huì)產(chǎn)生差異。
[0121]另外，也可以在針對(duì)對(duì)管芯焊盤6和鍵合焊盤(bond pad)實(shí)施了部分鍍Ag而得到的引線框21供給第I燒結(jié)Ag膏22之前，增加進(jìn)行加熱UV照射處理而使鍍Ag面氧化的工序。根據(jù)以下這2點(diǎn):如果進(jìn)行了該加熱UV照射處理則能夠?qū)σ€框21的表面的有機(jī)污染物進(jìn)行分解去除而清潔化、以及鍍Ag的氧化膜在燒結(jié)Ag膏的燒結(jié)溫度下被還原時(shí)被納米粒子化而發(fā)揮促進(jìn)與膏的Ag粒子的燒結(jié)接合的作用，能夠進(jìn)一步提高燒結(jié)Ag層與引線框之間的接合強(qiáng)度。
[0122]另外，還能夠采用如下工序:使涂覆加強(qiáng)樹脂23并進(jìn)行硬化處理的工序停留至半硬化，并在對(duì)環(huán)氧系的密封樹脂進(jìn)行硬化處理的工序中進(jìn)行本硬化。如果使加強(qiáng)樹脂23停留于半硬化狀態(tài)而對(duì)密封樹脂進(jìn)行模成型，則加強(qiáng)樹脂23與密封樹脂之間的緊貼力提高，圓角附近的密封樹脂不會(huì)與管芯焊盤6、燒結(jié)Ag層剝離，所以能夠進(jìn)一步提高管芯鍵合部的溫度循環(huán)測(cè)試的可靠性。
[0123]接下來，說明本實(shí)施方式I的變形例。
[0124]圖8是透過樹脂部而示出實(shí)施方式I的第I變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的俯視圖、圖9是示出沿著圖8所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖。
[0125]圖8以及圖9所示的第I變形例是示出與實(shí)施方式I的圖1以及圖2所示的半導(dǎo)體封裝體20大致同樣的構(gòu)造的半導(dǎo)體封裝體24的圖，此處，僅說明半導(dǎo)體封裝體24的與半導(dǎo)體封裝體20的相異點(diǎn)。
[0126]在本第I變形例的半導(dǎo)體封裝體24中，首先，作為對(duì)SiC芯片I和引線進(jìn)行電連接的導(dǎo)線，使用在表面形成了 Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線(是金屬導(dǎo)線的一個(gè)例子、由銅(Cu)構(gòu)成的導(dǎo)線)25、26，通過超聲波鍵合來連接各根導(dǎo)線?；蛘撸部梢宰鳛樵诒砻嫘纬闪?Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線25、26的替代，使用Ag導(dǎo)線(是金屬導(dǎo)線的一個(gè)例子、由銀(Ag)構(gòu)成的導(dǎo)線)。
[0127]此處，說明使用了在表面形成了 Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線25、26的情況。即，對(duì)SiC芯片I的源電極2和源極引線9進(jìn)行電連接的導(dǎo)線是粗的銅導(dǎo)線25，對(duì)SiC芯片I的柵電極3和柵極引線11進(jìn)行電連接的導(dǎo)線是比銅導(dǎo)線25更細(xì)的銅導(dǎo)線26，提高了各個(gè)導(dǎo)線和導(dǎo)線接合部的耐熱。
[0128]另外，銅導(dǎo)線25、26的表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋。表面被貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26能夠通過超聲波鍵合來接線，所以具有量產(chǎn)性優(yōu)良這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0129]另外，SiC芯片I的主面Ia的源電極2和柵電極3各自的最外表面由Ni/Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜構(gòu)成，因此，表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26的各自與源電極2、柵電極3的連接性提高。
[0130]進(jìn)而，由于使用表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26，所以在連接有銅導(dǎo)線25的源極引線9的源鍵焊盤8、以及連接有銅導(dǎo)線26的柵極引線11的柵鍵焊盤10各自的焊盤的表面中形成了鍍Ag27。
[0131]由此，能夠提高表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26的各自與上述各個(gè)焊盤的連接性。
[0132]另外，在從密封體14露出的金屬部分、即包括管芯焊盤6的下表面6b的一部分、源極引線9、漏極引線7和柵極引線11各自的表面形成了鍍焊料部28。另外，各引線的端面被實(shí)施了切斷加工，所以成為在端面處露出芯的銅引線、鍍N1、以及鍍焊料各自的剖面的狀態(tài)。
[0133]關(guān)于本第I變形例的半導(dǎo)體封裝體24的其他構(gòu)造，與實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0134]在本第I變形例的半導(dǎo)體封裝體24中，管芯鍵合構(gòu)造是與圖1的半導(dǎo)體封裝體20相同的結(jié)構(gòu)，所以關(guān)于管芯鍵合部的長期可靠性等效果，能夠得到與通過圖1的半導(dǎo)體封裝體20得到的效果同樣的效果。
[0135]進(jìn)而，通過相比鋁導(dǎo)線為高導(dǎo)電且高熱傳導(dǎo)、并且低熱膨脹的Ag或者Cu導(dǎo)線的超聲波鍵合來對(duì)流過大的電流的源電極2與源極引線9之間進(jìn)行了接線，所以能夠減小來自導(dǎo)線自身的發(fā)熱，能夠通過來自SiC芯片I的表面的散熱性的提高，進(jìn)一步抑制導(dǎo)線接合部的溫度上升。
[0136]其結(jié)果，能夠提高導(dǎo)線接合部的溫度循環(huán)測(cè)試的可靠性，能夠進(jìn)一步減小半導(dǎo)體封裝體24的電力損失，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能且高可靠的樹脂密封型的半導(dǎo)體封裝體24。
[0137]接下來，說明本第I變形例的半導(dǎo)體封裝體24的組裝。圖10是示出圖8所示的半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體封裝體24)的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。半導(dǎo)體封裝體24的組裝與圖7所示的半導(dǎo)體封裝體20的組裝大致相同，所以使用圖8?圖10僅說明其相異點(diǎn)。
[0138]半導(dǎo)體封裝體24的組裝的與半導(dǎo)體封裝體20的組裝不同的點(diǎn)僅為導(dǎo)線接合工序。
[0139]在半導(dǎo)體封裝體24的組裝的導(dǎo)線接合工序中，首先，使用Ag導(dǎo)線或者實(shí)施了 Ag膜等貴金屬鍍膜的粗的銅導(dǎo)線25，通過超聲波鍵合，對(duì)SiC芯片I的主面Ia的最外表面由Ni/Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜構(gòu)成而得到的源電極2、與實(shí)施了鍍Ag27的源極引線9的源鍵焊盤8之間進(jìn)行接線。
[0140]進(jìn)而，使用Ag導(dǎo)線或者實(shí)施了 Ag膜等貴金屬鍍膜的、比銅導(dǎo)線25更細(xì)的銅導(dǎo)線26，通過超聲波鍵合，對(duì)最外表面由Ni/Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜構(gòu)成而得到的柵電極
3、與實(shí)施了鍍Ag27的柵極引線11的柵鍵焊盤10之間進(jìn)行接線。
[0141]由此，在半導(dǎo)體封裝體24的導(dǎo)線接合中，也能夠使用銅導(dǎo)線25、26對(duì)源電極2與源極引線9之間進(jìn)行接線，進(jìn)而對(duì)柵電極3與柵極引線11之間進(jìn)行接線。
[0142]在本第I變形例的半導(dǎo)體封裝體24的組裝中，也能夠得到與圖7所示的半導(dǎo)體封裝體20的組裝同樣的效果，所以其重復(fù)說明省略。
[0143]接下來，說明本實(shí)施方式I的第2變形例。
[0144]圖11是示出實(shí)施方式I的第2變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖面圖。
[0145]圖11所示的第2變形例是示出與實(shí)施方式I的圖1以及圖2所示的半導(dǎo)體封裝體20大致同樣的構(gòu)造的半導(dǎo)體封裝體29的例子，此處，僅說明半導(dǎo)體封裝體29的與半導(dǎo)體封裝體20的相異點(diǎn)。
[0146]在圖11所示的本第2變形例的半導(dǎo)體封裝體29中，SiC芯片I的主面Ia的源電極2和源極引線9通過鋁導(dǎo)線18電連接，進(jìn)而在源電極2上，與鋁導(dǎo)線18的導(dǎo)線接合部被加強(qiáng)樹脂部(第2樹脂部)30覆蓋。
[0147]S卩，成為如下構(gòu)造:通過加強(qiáng)樹脂部30覆蓋SiC芯片I的主面Ia的源電極2處的導(dǎo)線接合部及其周邊部，包括導(dǎo)線接合部的間隙狀的切口部18a的前端部附近被埋入到加強(qiáng)樹脂部30內(nèi)，由此，加強(qiáng)了鋁導(dǎo)線18的導(dǎo)線接合部的連接而提高了連接強(qiáng)度。
[0148]另外，加強(qiáng)樹脂部30優(yōu)選由與鋁的粘接性優(yōu)良的高耐熱/高強(qiáng)度的酰亞胺系樹脂構(gòu)成。由此，能夠緩和向鋁導(dǎo)線18的接合界面的端部的應(yīng)力集中，進(jìn)而酰亞胺系樹脂與環(huán)氧密封樹脂的緊貼性也優(yōu)良，所以對(duì)鋁導(dǎo)線18的導(dǎo)線接合部施加由加強(qiáng)樹脂部30的收縮所致的按壓力，從而能夠在導(dǎo)線接合部處降低裂紋的產(chǎn)生以及延緩裂紋的發(fā)展速度。
[0149]其結(jié)果，能夠提高鋁導(dǎo)線18的導(dǎo)線接合部的功率循環(huán)測(cè)試的可靠性、管芯鍵合部的高溫/高濕可靠性，進(jìn)而提高溫度循環(huán)測(cè)試的可靠性，由此，能夠?qū)崿F(xiàn)長期可靠性優(yōu)良的樹脂密封型的半導(dǎo)體封裝體29。
[0150]另外，關(guān)于半導(dǎo)體封裝體29中的其他構(gòu)造和其他效果，與實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0151]接下來，說明本第2變形例的半導(dǎo)體封裝體29的組裝。圖12是示出圖11所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。半導(dǎo)體封裝體29的組裝與圖7所示的半導(dǎo)體封裝體20的組裝大致相同，所以使用圖11以及圖12僅說明其相異點(diǎn)。
[0152]半導(dǎo)體封裝體29的組裝中的與半導(dǎo)體封裝體20的組裝不同的點(diǎn)僅為樹脂涂覆/樹脂硬化工序。
[0153]即，在進(jìn)行了基于超聲波鍵合的導(dǎo)線接合之后的樹脂涂覆/樹脂硬化工序中，在第I燒結(jié)Ag層16上以及鋁導(dǎo)線18的導(dǎo)線接合部上，涂覆液狀的高耐熱/高強(qiáng)度樹脂，并對(duì)該樹脂進(jìn)行加熱而硬化處理。
[0154]具體而言，在第I燒結(jié)Ag層16上涂覆(供給)加強(qiáng)樹脂23，并且使加強(qiáng)樹脂23浸潰到第I燒結(jié)Ag層16的空孔部分。進(jìn)而，在源電極2的導(dǎo)線接合部上涂覆(供給)加強(qiáng)樹月旨(第2樹脂)31，之后對(duì)加強(qiáng)樹脂23以及加強(qiáng)樹脂31進(jìn)行加熱，從而形成覆蓋第I燒結(jié)Ag層16的加強(qiáng)樹脂部17、和覆蓋源電極2上的鋁導(dǎo)線18的導(dǎo)線接合部的加強(qiáng)樹脂部30。
[0155]因此，加強(qiáng)樹脂23和加強(qiáng)樹脂31優(yōu)選為液狀的高耐熱/高強(qiáng)度樹脂并且為相同的樹脂，但也可以不一定是相同的樹脂。
[0156]另外，在源電極2上的導(dǎo)線接合部處，以使包括鋁導(dǎo)線18與電極膜之間(導(dǎo)線接合部)的間隙狀的切口部18a的前端部附近成為被加強(qiáng)樹脂31埋入的狀態(tài)的方式，涂覆加強(qiáng)樹脂31，形成加強(qiáng)樹脂部30。
[0157]在本第2變形例的半導(dǎo)體封裝體29的組裝中，能夠用可量產(chǎn)的工藝制造在基于燒結(jié)Ag層的管芯鍵合部、與SiC芯片I上的鋁導(dǎo)線18的導(dǎo)線接合部各自的應(yīng)力的集中部位形成了高耐熱/高強(qiáng)度的加強(qiáng)樹脂部17以及加強(qiáng)樹脂部30的構(gòu)造。其結(jié)果，即使在SiC芯片I的工作溫度是200?300°C的高溫區(qū)域中，也能夠組裝長期不會(huì)產(chǎn)生特性不良等不佳狀況的具有高的可靠性的樹脂密封型的半導(dǎo)體封裝體29。進(jìn)而，能夠以與以往產(chǎn)品等同的生產(chǎn)率來量產(chǎn)該半導(dǎo)體封裝體29。
[0158]另外，關(guān)于半導(dǎo)體封裝體29的組裝中的其他制造方法和其他效果，與實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20的組裝及其效果相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0159]接下來，說明本實(shí)施方式I的第3變形例。
[0160]圖13是示出實(shí)施方式I的第3變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的剖面圖。
[0161]圖13所示的第3變形例是示出與實(shí)施方式I的圖1以及圖2所示的半導(dǎo)體封裝體20大致同樣的構(gòu)造的半導(dǎo)體封裝體32的例子，此處，僅說明半導(dǎo)體封裝體32的與半導(dǎo)體封裝體20的相異點(diǎn)。
[0162]本第3變形例的半導(dǎo)體封裝體32是至少在第I燒結(jié)Ag層16與加強(qiáng)樹脂部17的界面處形成了氧化Zn膜等有機(jī)Zn膜33的例子，提高了加強(qiáng)樹脂部17和金屬部件(第I燒結(jié)Ag層16以及鍍Ag膜15)的粘接強(qiáng)度。
[0163]詳細(xì)而言，在作為金屬部件的第I燒結(jié)Ag層16以及管芯焊盤6上的鍍Ag膜15各自的表面上形成有機(jī)Zn膜33，在該有機(jī)Zn膜33上涂覆加強(qiáng)樹脂23，通過加熱/硬化處理形成了加強(qiáng)樹脂部17。
[0164]該有機(jī)Zn膜33是通過將有機(jī)Zn化合物溶液34涂覆到第I燒結(jié)Ag層16，并在大氣中在200?350°C下進(jìn)行加熱燒成的方法而形成的。有機(jī)Zn化合物溶液34是低粘度，所以浸透到第I燒結(jié)Ag層16的空孔部內(nèi)，并且在內(nèi)部的Ag的表面中也形成，與Ag、Ni的金屬種類無關(guān)地形成了與任意金屬表面都緊貼的有機(jī)Zn膜33。此時(shí)，雖然取決于涂覆量、涂覆液的Zn含有量，但在幾nm?幾百nm的范圍內(nèi)形成有機(jī)Zn膜33的膜厚。
[0165]另外，在半導(dǎo)體封裝體32中，作為對(duì)SiC芯片I和引線進(jìn)行電連接的導(dǎo)線，使用在表面形成了 Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線25，通過超聲波鍵合來連接銅導(dǎo)線25。另外，也可以作為在表面形成了 Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線25的替代，使用Ag導(dǎo)線。
[0166]于是，銅導(dǎo)線25的表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋。
[0167]另外，SiC芯片I的主面Ia的源電極2和柵電極3各自的最外表面由Ni/Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜構(gòu)成，因此，表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25與源電極2、柵電極3的連接性提高。
[0168]根據(jù)本第3變形例的半導(dǎo)體封裝體32，通過設(shè)置有機(jī)Zn膜33，能夠提高第I燒結(jié)Ag層16或周邊的金屬面與加強(qiáng)樹脂部17的粘接強(qiáng)度，并且不會(huì)剝離，所以即使外側(cè)的密封體14的樹脂剝離，通過加強(qiáng)樹脂部17的保護(hù)效果，也能夠不在第I燒結(jié)Ag層16中形成裂紋。
[0169]其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)具備溫度循環(huán)測(cè)試的可靠性、高溫/高濕可靠性優(yōu)良的高耐熱的管芯鍵合構(gòu)造的半導(dǎo)體封裝體32。
[0170]另外，關(guān)于半導(dǎo)體封裝體32中的其他構(gòu)造和其他效果，與實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0171]接下來，說明本第3變形例的半導(dǎo)體封裝體32的組裝。圖14是示出圖13所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。半導(dǎo)體封裝體32的組裝與圖7所示的半導(dǎo)體封裝體20的組裝大致相同，所以使用圖13以及圖14僅說明其相異點(diǎn)。
[0172]半導(dǎo)體封裝體32的組裝中的與半導(dǎo)體封裝體20的組裝不同的點(diǎn)在于，在導(dǎo)線接合工序、和導(dǎo)線接合工序之后的樹脂涂覆/樹脂硬化工序之前，設(shè)置有機(jī)Zn膜形成工序。
[0173]首先，在導(dǎo)線接合工序中，通過實(shí)施了鍍Ag的銅導(dǎo)線25 (或者Ag導(dǎo)線)的超聲波鍵合，對(duì)形成有SiC芯片I的主面Ia的貴金屬鍍膜(例如Ni/Au膜)的源電極2與源極引線9之間、以及柵電極3與柵極引線11 (參照?qǐng)D8)之間進(jìn)行接線(電連接)。
[0174]在導(dǎo)線接合之后、樹脂涂覆/樹脂硬化工序之前進(jìn)行有機(jī)Zn膜形成工序。
[0175]在有機(jī)Zn膜形成工序中，在管芯焊盤6以及第I燒結(jié)Ag層16上涂覆(供給)有機(jī)Zn化合物溶液34，在氧化氣氛中加熱到200?350°C的溫度來進(jìn)行燒成處理，由此，在第I燒結(jié)Ag層16的圓角部16a、內(nèi)部的Ag骨架表面以及管芯焊盤6的上表面6a的鍍Ag膜15(以及鍍Ni膜12)的表面形成有機(jī)氧化膜等有機(jī)Zn膜33。
[0176]在形成有機(jī)Zn膜之后，進(jìn)行與圖7的半導(dǎo)體封裝體20的組裝的樹脂涂覆/樹脂硬化工序同樣的樹脂涂覆/樹脂硬化工序，形成覆蓋第I燒結(jié)Ag層16的加強(qiáng)樹脂部17。
[0177]另外，關(guān)于半導(dǎo)體封裝體32的組裝中的其他制造方法和其他效果，與實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20的組裝及其效果相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0178](實(shí)施方式2)
[0179]圖15是透過樹脂部而示出實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的一個(gè)例子的俯視圖、圖16是示出沿著圖15所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖、圖17是示出圖15所示的半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體芯片的第I電極的導(dǎo)線接合部的構(gòu)造的一個(gè)例子的部分俯視圖、圖18是示出沿著圖17所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的部分剖面圖。
[0180]圖15以及圖16所示的本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體(半導(dǎo)體裝置)35是與實(shí)施方式I的圖1以及圖2所示的半導(dǎo)體封裝體20大致同樣的構(gòu)造的半導(dǎo)體封裝體，此處，僅說明半導(dǎo)體封裝體35的與半導(dǎo)體封裝體20的相異點(diǎn)。
[0181]在本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35中，首先，作為對(duì)SiC芯片I和引線進(jìn)行電連接的導(dǎo)線，使用在表面形成了 Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線25、26，通過超聲波鍵合連接各個(gè)導(dǎo)線?；蛘?，也可以代替在表面形成了 Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線25、26，而使用Ag導(dǎo)線。
[0182]此處，說明使用了在表面形成了 Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的銅導(dǎo)線25、26的情況。即，對(duì)SiC芯片I的源電極2和源極引線9進(jìn)行電連接的導(dǎo)線是粗的銅導(dǎo)線25，對(duì)SiC芯片I的柵電極3和柵極引線11進(jìn)行電連接的導(dǎo)線是比銅導(dǎo)線25更細(xì)的銅導(dǎo)線26，各個(gè)導(dǎo)線和導(dǎo)線接合部的耐熱性提高。
[0183]于是，銅導(dǎo)線25、26的表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋。表面被貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26能夠通過超聲波鍵合進(jìn)行接線，所以具有量產(chǎn)性優(yōu)良這樣的優(yōu)點(diǎn)。
[0184]另外，SiC芯片I的主面Ia的源電極2和柵電極3各自的最外表面由Ni/Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜構(gòu)成，因此，表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26的各自與源電極2、柵電極3的連接性提高。
[0185]進(jìn)而，由于使用表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26，所以在連接有銅導(dǎo)線25的源極引線9的源鍵焊盤8、以及連接有銅導(dǎo)線26的柵極引線11的柵鍵焊盤10各自的焊盤的表面中形成了鍍Ag27。
[0186]由此，能夠提高表面被Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜覆蓋的銅導(dǎo)線25、26的各自與上述各個(gè)焊盤的連接性。
[0187]另外，在作為SiC芯片I的主面Ia的主電極的源電極2上，以覆蓋銅導(dǎo)線25的導(dǎo)線接合部(一部分)的狀態(tài)，且在源電極2的表面的7成以上、優(yōu)選大致整個(gè)面的區(qū)域(整個(gè)表面)形成厚度30 μ m以上的多孔質(zhì)的(多孔狀的)第2燒結(jié)Ag層36。
[0188]另外，第2燒結(jié)Ag層36優(yōu)選覆蓋源電極2的表面的整體，但也可以如圖15所示，覆蓋至從源電極2的表面的外周部起稍微內(nèi)側(cè)的區(qū)域。即，由于難以控制為覆蓋源電極2的表面的100%整體，所以也可以以不從表面的外周部擠出的方式，覆蓋至稍微內(nèi)側(cè)的區(qū)域。
[0189]另外，在半導(dǎo)體封裝體35中，在SiC芯片I的主面Ia的柵電極3的表面的導(dǎo)線接合部處，也以覆蓋該導(dǎo)線接合部的狀態(tài)形成多孔質(zhì)的(多孔狀的)第2燒結(jié)Ag層36。
[0190]根據(jù)本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35，用電阻小且熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的銅導(dǎo)線25對(duì)流過大的主電流的源電極2與源電極用的源極引線9之間進(jìn)行了接線，所以相比于鋁導(dǎo)線，導(dǎo)線自身的發(fā)熱更小，并且向引線側(cè)的散熱效果更大，所以能夠?qū)?dǎo)線接合部的溫度上升抑制得較低。
[0191]另外，通過使導(dǎo)線接合部多、并且在源電極2的表面的大致整個(gè)面(整個(gè)表面)形成熱傳導(dǎo)性以及電氣傳導(dǎo)性優(yōu)良的多孔質(zhì)的(多孔狀的)第2燒結(jié)Ag層36，如圖17以及圖18所示，使從銅導(dǎo)線25供給的電流D通過低電阻的燒結(jié)Ag層(第2燒結(jié)Ag層36)分散并均勻地供給到SiC芯片(SiC器件)I。
[0192]由此，使SiC芯片I內(nèi)的發(fā)熱分布均勻化，能夠抑制發(fā)生局部性的過熱。
[0193]另外，由于能夠抑制發(fā)生局部性的過熱，所以器件的單元損傷的危險(xiǎn)性減少，能夠降低產(chǎn)生由器件引起的不良情況。
[0194]進(jìn)而，熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的第2燒結(jié)Ag層36形成于作為主電極的源電極2上，所以即使在源電極2上的導(dǎo)線接合部處發(fā)熱變大的情況下，也能夠向周圍瞬時(shí)地散熱，由此，能夠?qū)?dǎo)線接合部的溫度上升抑制得較低。
[0195]另外，由于導(dǎo)線自身的發(fā)熱的抑制化、器件內(nèi)的發(fā)熱的均勻化、基于第2燒結(jié)Ag層36的熱的分散效果，導(dǎo)線接合部的溫度上升被抑制而能夠延緩由導(dǎo)線接合部的熱疲勞所致的裂紋發(fā)展。其結(jié)果，能夠謀求與導(dǎo)線接合部的斷裂有關(guān)的功率循環(huán)測(cè)試壽命的提高。
[0196]進(jìn)而，多孔質(zhì)的(多孔狀的)第2燒結(jié)Ag層36與實(shí)施了鍍貴金屬的銅導(dǎo)線25進(jìn)行金屬接合，也與源電極2的表面的貴金屬鍍膜進(jìn)行金屬接合。
[0197]因此，即使在銅導(dǎo)線25與源電極2的接合界面由于熱膨脹差所致的熱疲勞而斷裂惡化的情況下，由于在多孔質(zhì)的第2燒結(jié)Ag層36與源電極2之間，低彈性率的燒結(jié)Ag將變形吸收，所以接合界面沒有斷裂，進(jìn)而銅導(dǎo)線25與第2燒結(jié)Ag層36的接合界面也沒有斷裂。
[0198]由此，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠通過燒結(jié)Ag層(第2燒結(jié)Ag層36)確保從銅導(dǎo)線25供給的電流D的通路并能夠在長期間維持產(chǎn)品性能的可靠性高的半導(dǎo)體封裝體35。
[0199]另外，在本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35中，管芯鍵合構(gòu)造是與圖1的半導(dǎo)體封裝體20相同的結(jié)構(gòu)，所以關(guān)于管芯鍵合部的長期可靠性等效果，能夠得到與通過圖1的半導(dǎo)體封裝體20得到的效果同樣的效果。
[0200]進(jìn)而，通過相比鋁導(dǎo)線而高導(dǎo)電且高熱傳導(dǎo)、并且低熱膨脹的Ag或者銅導(dǎo)線25的超聲波鍵合，對(duì)流過大的電流的源電極2與源極引線9之間進(jìn)行接線，所以能夠減小來自導(dǎo)線自身的發(fā)熱，能夠通過提高來自SiC芯片I的表面的散熱性，進(jìn)一步抑制導(dǎo)線接合部的溫度上升。
[0201]其結(jié)果，能夠提高導(dǎo)線接合部的溫度循環(huán)測(cè)試的可靠性，能夠進(jìn)一步減小半導(dǎo)體封裝體35的電力損失，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能且高可靠的樹脂密封型的半導(dǎo)體封裝體35。
[0202]關(guān)于本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35的其他構(gòu)造和其他效果，與實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0203]接下來，說明本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35的組裝。圖19是示出圖15所示的半導(dǎo)體裝置的組裝步驟的一個(gè)例子的流程圖。半導(dǎo)體封裝體35的組裝與圖7所示的半導(dǎo)體封裝體20的組裝大致相同，所以使用圖15、圖16以及圖19僅說明其相異點(diǎn)。
[0204]本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35的組裝的與半導(dǎo)體封裝體20的組裝不同的點(diǎn)是導(dǎo)線接合工序、芯片上的燒結(jié)Ag層形成工序以及樹脂涂覆/樹脂硬化工序。
[0205]在半導(dǎo)體封裝體35的組裝的導(dǎo)線接合工序中，首先，使用Ag導(dǎo)線或者實(shí)施了 Ag膜等貴金屬鍍膜的粗的銅導(dǎo)線25，通過超聲波鍵合，對(duì)SiC芯片I的主面Ia的最外表面由Ni/Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜構(gòu)成的源電極2、與實(shí)施了鍍Ag27的源極引線9的源鍵焊盤8之間進(jìn)行接線。
[0206]進(jìn)而，使用Ag導(dǎo)線或者實(shí)施了 Ag膜等貴金屬鍍膜的比銅導(dǎo)線25更細(xì)的銅導(dǎo)線26，通過超聲波鍵合，對(duì)最外表面由Ni/Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜構(gòu)成的柵電極3、與實(shí)施了鍍Ag27的柵極引線11的柵鍵焊盤10之間進(jìn)行接線。
[0207]由此，在半導(dǎo)體封裝體35的導(dǎo)線接合中，也能夠使用銅導(dǎo)線25、26對(duì)源電極2與源極引線9之間進(jìn)行接線，進(jìn)而柵電極3與柵極引線11之間進(jìn)行接線。
[0208]在導(dǎo)線接合之后，在SiC芯片I的主面Ia的源電極2的表面處的包括導(dǎo)線接合部及其周圍的7成以上的區(qū)域、優(yōu)選表面的大致整個(gè)區(qū)域中以50 μ m以上的厚度供給第2燒結(jié)Ag膏37，進(jìn)而在大氣中加熱到200?350°C，保持0.5?2小時(shí)而對(duì)Ag膏進(jìn)行燒成處理。即，在源電極2上以及柵電極3上形成多孔質(zhì)的第2燒結(jié)Ag層36。
[0209]此時(shí)，Ag膏中的樹脂由于揮發(fā)、分解、流出而消失，在剩余的Ag粒子彼此之間、Ag粒子與銅導(dǎo)線25、電極的貴金屬膜之間連結(jié)/融合持續(xù)進(jìn)行，第2燒結(jié)Ag層36成為形成網(wǎng)眼狀的網(wǎng)格而與貴金屬膜進(jìn)行了金屬接合的狀態(tài)。
[0210]S卩，成為SiC芯片I的源電極2和銅導(dǎo)線25、以及柵電極3和銅導(dǎo)線26分別經(jīng)由第2燒結(jié)Ag層36電連接的狀態(tài)。
[0211]接下來，對(duì)管芯焊盤6與SiC芯片I的背面Ib的漏電極4的接合部、以及SiC芯片I的主面Ia的源電極2以及柵電極3上的多孔質(zhì)的第2燒結(jié)Ag層36供給環(huán)氧樹脂等液狀的熱硬化性樹脂(加強(qiáng)樹脂23)，成為使熱硬化性樹脂浸潰到第2燒結(jié)Ag層36內(nèi)，并且使第I燒結(jié)Ag層16的表面被上述熱硬化性樹脂覆蓋的狀態(tài)。
[0212]在該狀態(tài)下進(jìn)行加熱/硬化處理，形成覆蓋管芯鍵合部的第I燒結(jié)Ag層16的表面的加強(qiáng)樹脂部17。
[0213]關(guān)于本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35的其他組裝，與實(shí)施方式I的半導(dǎo)體封裝體20的組裝相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0214]根據(jù)本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的組裝，關(guān)于管芯鍵合、導(dǎo)線接合工序，加熱溫度、載荷/超聲波的輸出條件與以往產(chǎn)品的組裝不同，但關(guān)于組裝工藝，能夠使用與以往產(chǎn)品的組裝相同的工藝。另外，雖然導(dǎo)線接合部的燒結(jié)Ag層形成工序、加強(qiáng)樹脂的浸潰/硬化處理工序增加，但由于不包括妨礙量產(chǎn)性的工序，所以無需新的設(shè)備投資，能夠使用以往產(chǎn)品的生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)率地制造高可靠的半導(dǎo)體封裝體35。
[0215]關(guān)于本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體35的組裝的其他效果，與實(shí)施方式I的圖7所示的半導(dǎo)體封裝體20的組裝相同，所以其重復(fù)說明省略。
[0216]接下來，說明本實(shí)施方式2的變形例。
[0217]圖20是透過樹脂部而示出實(shí)施方式2的變形例的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造的俯視圖、圖21是示出沿著圖20所示的A-A線切斷了的構(gòu)造的剖面圖。
[0218]圖20以及圖21所示的本實(shí)施方式2的變形例的半導(dǎo)體裝置是SiC 二極管類型的半導(dǎo)體封裝體38。
[0219]在說明半導(dǎo)體封裝體38的構(gòu)造時(shí)，在作為SiC 二極管器件的SiC芯片I的主面Ia,形成了最外表面由貴金屬膜構(gòu)成的主電極lg，進(jìn)而在主電極Ig的周圍直至SiC芯片I的端部形成了絕緣性的鈍化膜5。另一方面，在背面lb，形成了由最外表面由貴金屬膜構(gòu)成的多層膜構(gòu)成的背面電極lh。
[0220]另一方面，Cu引線框側(cè)由搭載SiC芯片I的管芯焊盤6、向外部取出電流的背面電極用引線41和背面電極用鍵合焊盤42、以及主電極用引線39和主電極用鍵合焊盤40構(gòu)成，在管芯焊盤6的芯片搭載區(qū)域中形成了鍍Ag膜15。
[0221]另外，管芯焊盤6上的鍍Ag面和SiC芯片I的背面電極Ih經(jīng)由ZnAl系或者SnSbAgCu系或者AuSn系的高溫?zé)oPb焊料43被金屬接合。即，SiC芯片I經(jīng)由高溫?zé)oPb焊料43搭載于管芯焊盤6上。
[0222]進(jìn)而，SiC芯片I的主電極Ig與主電極用鍵合焊盤40之間、以及管芯焊盤6與背面電極用鍵合焊盤42之間通過使用了在表面實(shí)施了鍍Ag或者Au或者Pd的多個(gè)銅導(dǎo)線
25、26的超聲波鍵合而被接線。
[0223]另外，在SiC芯片I的主電極Ig上，以覆蓋銅導(dǎo)線25的一部分的狀態(tài)在主電極Ig的表面的7成以上的區(qū)域、優(yōu)選表面的大致整個(gè)區(qū)域中形成了厚度30 μ m以上的多孔質(zhì)的弟2燒結(jié)Ag層36。
[0224]S卩，在主電極Ig上，銅導(dǎo)線25的導(dǎo)線接合部及其周邊、以及主電極Ig的表面的大致整體被第2燒結(jié)Ag層36覆蓋。
[0225]另外，第2燒結(jié)Ag層36優(yōu)選覆蓋主電極Ig的表面的整體，但也可以如圖20所示，覆蓋至從主電極Ig的表面的外周部稍微內(nèi)側(cè)的區(qū)域。即，由于難以控制為覆蓋主電極Ig的表面的100%整體，所以也可以以不從表面的外周部擠出的方式，覆蓋至稍微內(nèi)側(cè)的區(qū)域。
[0226]另外，設(shè)置了密封體14，該密封體14以使管芯焊盤6和各引線的一部分向外部露出，進(jìn)而覆蓋SiC芯片1、焊料接合層(高溫?zé)oPb焊料43)、多個(gè)銅導(dǎo)線25、26、以及第2燒結(jié)Ag層36的整體的方式，通過樹脂模用密封樹脂形成。
[0227]另外，在從密封體14露出的管芯焊盤6的下表面6b以及其他一部分、各引線的金屬面，鍍敷形成了基于Sn的無Pb焊料膜44、45。
[0228]根據(jù)本實(shí)施方式2的半導(dǎo)體封裝體38，能夠?qū)崿F(xiàn)即使在高溫工作環(huán)境中也長期可靠性高、并且低損失且小型的二極管類型的半導(dǎo)體封裝體38。
[0229]S卩，能夠通過第2燒結(jié)Ag層36確保從銅導(dǎo)線25供給的電流的通路，所以能夠?qū)崿F(xiàn)能夠長期間維持產(chǎn)品性能的可靠性高的二極管類型的半導(dǎo)體封裝體38。
[0230]以上，根據(jù)發(fā)明的實(shí)施方式，具體說明了由本
【發(fā)明者】完成的發(fā)明，但本發(fā)明不限于所述發(fā)明的實(shí)施方式，當(dāng)然能夠在不脫離其主旨的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種變更。
[0231]例如，在所述實(shí)施方式I (變形例)中，說明了在作為金屬導(dǎo)線采用銅導(dǎo)線的情況下在其表面形成Au膜或者Ag膜等貴金屬鍍膜的情況，但所述貴金屬鍍膜也可以是鍍Pd膜。另外，也可以代替實(shí)施方式I (包括變形例)、實(shí)施方式2所示的SiC芯片而使用GaN芯片。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有: 芯片搭載部，具有芯片搭載面； 寬帶隙半導(dǎo)體芯片，具有主面及其相反側(cè)的背面，在所述主面形成了第I電極，且在所述背面形成了第2電極，并且搭載于所述芯片搭載部的所述芯片搭載面； 多孔質(zhì)的第I燒結(jié)Ag層，設(shè)置于所述芯片搭載面與所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片之間，對(duì)所述芯片搭載部與所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片進(jìn)行接合； 第I樹脂部，覆蓋所述第I燒結(jié)Ag層的表面，并且被形成為圓角狀； 第I引線，與所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的所述第I電極電連接；以及 第2引線，與所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的所述第2電極電連接， 所述第I樹脂部覆蓋所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的側(cè)面的一部分。
2.—種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有: 芯片搭載部，具有芯片搭載面； 寬帶隙半導(dǎo)體芯片，具有主面及其相反側(cè)的背面，在所述主面形成了第I電極，且在所述背面形成了第2電極，并且搭載于所述芯片搭載部的所述芯片搭載面； 第I引線，與所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的所述第I電極電連接； 第2引線，與所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的所述第2電極電連接； 金屬導(dǎo)線，對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接；以及多孔質(zhì)的第2燒結(jié)Ag層，配置于所述第I電極上，覆蓋所述金屬導(dǎo)線與所述第I電極的導(dǎo)線接合部， 所述第2燒結(jié)Ag層覆蓋所述第I電極的整個(gè)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有: 金屬導(dǎo)線，對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接；以及 多孔質(zhì)的第2燒結(jié)Ag層，配置于所述第I電極上，覆蓋所述金屬導(dǎo)線和所述第I電極的導(dǎo)線接合部， 所述第2燒結(jié)Ag層覆蓋所述第I電極的整個(gè)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述半導(dǎo)體裝置具有對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接的鋁導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有: 鋁導(dǎo)線，對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接；以及 第2樹脂部，配置于所述第I電極上，并且覆蓋所述第I電極與所述鋁導(dǎo)線的導(dǎo)線接合部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述芯片搭載部的所述芯片搭載面的表面形成了第I貴金屬鍍膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片、所述第I燒結(jié)Ag層或者所述第I燒結(jié)Ag層以及所述第2燒結(jié)Ag層、所述第I樹脂部以及所述芯片搭載部的一部分被第3樹脂部覆蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述第I燒結(jié)Ag層與所述第I樹脂部的界面處，形成了有機(jī)Zn膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體裝置具有對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接的所述金屬導(dǎo)線， 所述金屬導(dǎo)線的表面被第2貴金屬鍍膜覆蓋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述芯片搭載部、所述第I引線以及所述第2引線由以銅為主成分的材料構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述芯片搭載部、所述第I引線以及所述第2引線各自的表面被鍍Ni膜覆蓋。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片由SiC或者GaN構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在所述寬帶隙半 導(dǎo)體芯片的所述主面形成了第3電極， 所述半導(dǎo)體裝置具有與所述第3電極進(jìn)行電連接的第3引線， 所述第I引線是源極引線， 所述第2引線是漏極引線， 所述第3引線是柵極引線。
14.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: (a)準(zhǔn)備具備芯片搭載部、第I引線以及第2引線的引線框的工序，所述芯片搭載部具有芯片搭載面，所述第I引線被配置于所述芯片搭載部附近，所述第2引線與所述芯片搭載部連結(jié)； (b)在所述芯片搭載部的所述芯片搭載面上供給第I燒結(jié)Ag膏，之后在所述第I燒結(jié)Ag膏上，搭載在主面形成了第I電極并且在背面形成了第2電極的寬帶隙半導(dǎo)體芯片的工序; (c)對(duì)所述第I燒結(jié)Ag膏進(jìn)行加熱來形成多孔質(zhì)的第I燒結(jié)Ag層，通過所述第I燒結(jié)Ag層對(duì)所述芯片搭載部和所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片進(jìn)行接合的工序； Cd)對(duì)所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的所述第I電極與所述第I引線進(jìn)行電連接的工序； (e)在所述第I燒結(jié)Ag層的表面上供給液狀的第I樹脂，之后對(duì)所述第I樹脂進(jìn)行加熱，從而形成覆蓋所述第I燒結(jié)Ag層的表面并且呈圓角狀的第I樹脂部的工序；以及Cf)從所述引線框分離所述第I引線以及所述第2引線的工序， 在所述(e)工序中， 以覆蓋所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的側(cè)面的一部分的方式形成所述第I樹脂部。
15.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，具有: (a)準(zhǔn)備具備芯片搭載部、第I引線以及第2引線的引線框的工序，所述芯片搭載部具有芯片搭載面，所述第I引線被配置于所述芯片搭載部附近，所述第2引線與所述芯片搭載部連結(jié)； (b)在所述芯片搭載部的所述芯片搭載面上，搭載在主面形成了第I電極并且在背面形成了第2電極的寬帶隙半導(dǎo)體芯片的工序； (c)通過金屬導(dǎo)線連接所述寬帶隙半導(dǎo)體芯片的所述第I電極和所述第I引線的工序; (d)在所述第I電極上的與所述金屬導(dǎo)線接合的導(dǎo)線接合部處供給第2燒結(jié)Ag膏，之后對(duì)所述第2燒結(jié)Ag膏進(jìn)行加熱而形成多孔質(zhì)的第2燒結(jié)Ag層，經(jīng)由所述第2燒結(jié)Ag層對(duì)所述第I電極和所述金屬導(dǎo)線進(jìn)行電連接的工序；以及 Ce)從所述引線框分離所述第I引線以及所述第2引線的工序， 在所述(d)工序中， 以覆蓋所述第I電極的整個(gè)表面的方式形成所述第2燒結(jié)Ag層。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述(d)工序中，通過金屬導(dǎo)線對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接， 在所述(e)工序之后、并且在所述(f)工序之前，具有在所述第I電極上的與所述金屬導(dǎo)線接合的導(dǎo)線接合部處供給第2燒結(jié)Ag膏，之后對(duì)所述第2燒結(jié)Ag膏進(jìn)行加熱來形成多孔質(zhì)的第2燒結(jié)Ag層，經(jīng)由所述第2燒結(jié)Ag層對(duì)所述第I電極與所述金屬導(dǎo)線進(jìn)行電連接的工序， 以覆蓋所述第I電極的整個(gè)表面的方式形成所述第2燒結(jié)Ag層。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述(d)工序中，通過鋁導(dǎo)線對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述(d)工序中，通 過鋁導(dǎo)線對(duì)所述第I電極和所述第I引線進(jìn)行電連接， 在所述(e)工序中，在所述第I電極上的與所述鋁導(dǎo)線接合的導(dǎo)線接合部處供給第2樹月旨，之后對(duì)所述第2樹脂進(jìn)行加熱，從而形成覆蓋所述導(dǎo)線接合部的第2樹脂部。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在所述(d)工序之后、并且在所述(e)工序之前，在所述芯片搭載部的一部分和所述第I燒結(jié)Ag層上供給有機(jī)Zn化合物溶液，之后對(duì)所述有機(jī)Zn化合物溶液進(jìn)行加熱，從而在所述芯片搭載部的一部分和所述第I燒結(jié)Ag層的表面上形成有機(jī)Zn膜。
【文檔編號(hào)】H01L23/495GK104051401SQ201410095780
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】梶原良一, 中條卓也, 新井克夫, 谷藤雄一, 岡浩偉, 寶蔵寺裕之 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社