[发明专利]半导体器件和制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件和制造半导体器件的方法。

背景技术

近年来，已经积极地实施了其中在基板上依次形成GaN层和AlGaN层并且GaN层用作电子传输层的电子器件(化合物半导体器件)的开发。作为这种化合物半导体器件中的一种，提及GaN-基高电子迁移率晶体管(HEMT)。在GaN-基HEMT中，利用在AlGaN和GaN的异质结界面处形成高浓度二维电子气(2DEG)。

GaN的带隙为3.4eV并且大于Si的带隙(1.1eV)或GaAs的带隙(1.4eV)。更具体地，GaN具有高的击穿场强。此外，GaN还具有高的饱和电子速度。因此，GaN很有前途作为允许高电压操作和高输出的化合物半导体器件的材料。然后，已经期望GaN-基HEMT作为用于电动车辆等中的高效率开关元件和高击穿电压功率器件。

近年来，对于不仅这种GaN-基HEMT而且各种半导体元件，包括半导体元件的半导体器件的尺寸减小和厚度减小得到进展。在这种半导体器件中，通过钎料或晶粒接合材料例如纳米Ag糊料将半导体元件接合到引线框上。

然而，利用其中通过钎料材料使半导体元件接合于引线框的结构，难以获得足够的散热性能。此外，因为利用钎料材料的接合强，所以在半导体元件操作中在接合部及其附近中产生的热应力不能得到足够地缓和。因此，很难说接合可靠性是良好的。此外，与热应力相关，可观的机械应力可作用于半导体元件，这可导致半导体元件故障。例如，在一些情况下，晶体管的阈值电压变化。此外，在钎料材料熔融以在引线框上安装半导体元件时，在一些情况下，也导致半导体元件的位置偏移。

相反地，在其中通过纳米Ag糊料将半导体元件接合于引线框的结构中，应力缓和和半导体元件的位置偏移的影响小于在其中通过钎料材料将半导体元件接合于引线框的结构中的影响。此外，也可获得高的散热性能。然而，难以确保足够的接合强度。

除上述之外，已经提出各种建议。然而，到现在为止难以同时实现散热性能、应力缓和性能和接合强度。

日本专利公开号2001-230351和日本专利公开号2007-201314是相关技术的实例。

发明内容

在本发明中，本发明的一个目的是提供实现散热性能、应力缓和性能和接合强度的半导体器件以及制造所述半导体器件的方法。

根据本发明的一个方面，一种半导体器件包括：支持基材、以及利用粘合材料与支持基材接合的半导体元件，所述粘合材料包括：与支持基材和半导体元件接触的多孔金属材料、以及填充于多孔金属材料的孔的至少一部分中的钎料。

附图说明

图1A和1B为示出根据第一实施方案的半导体器件的结构的视图；

图2A～2G为以工艺次序示出制造根据第一实施方案的半导体器件的方法的截面图；

图3为示出半导体元件的一个方面的视图；

图4为示出根据第二实施方案的半导体器件的结构的视图；

图5A～5F为以工艺次序示出制造根据第二实施方案的半导体器件的方法的截面图；

图6为示出根据第三实施方案的半导体器件的结构的视图；

图7A～7G为以工艺次序示出制造根据第三实施方案的半导体器件的方法的截面图；

图8为示出根据第四实施方案的半导体器件的结构的视图；

图9A～9H为以工艺次序示出制造根据第四实施方案的半导体器件的方法的截面图；

图10为示出根据第五实施方案的半导体器件的结构的视图；

图11A～11G为以工艺次序示出制造根据第五实施方案的半导体器件的方法的截面图；

图12为示出根据第六实施方案的半导体器件的结构的视图；

图13A～13F为以工艺次序示出制造根据第六实施方案的半导体器件的方法的截面图；

图14为示出根据第七实施方案的半导体器件的结构的视图；

图15A～15G为以工艺次序示出制造根据第七实施方案的半导体器件的方法的截面图；

图16为示出包括GaN-基HEMT的分立封装件的视图；和

图17A～17B为示出电源器件的视图。

具体实施方式

以下，参考附图具体描述实施方案。

[第一实施方案]

首先，描述第一实施方案。图1为示出根据第一实施方案的半导体器件的结构的视图。