[发明专利]银微粒烧结体

说明书

本发明的银微粒烧结体是用于接合半导体装置的部件的接合构件用银微粒烧结体，银微粒烧结体的蠕变活化能是块体银的晶格扩散活化能的0.4～0.75倍。

技术领域

本发明涉及在制造半导体装置时，能够作为用于接合半导体装置的部件的接合构件使用的银微粒烧结体及其制造方法。本发明特别涉及能够用作凸块和芯片粘接材(dieattach)等接合构件的银微粒烧结体及其制造方法。

背景技术

伴随着电子设备的小型化、轻量化、高性能化，半导体装置的发热量增大且热密度上升。另外，在倒装芯片型半导体中，伴随层间绝缘膜的低介电常数化而出现应力带来的破损的问题。此外，作为功率半导体，正在研究碳化硅、氮化镓这样的带隙大的半导体。使用带隙大的半导体的功率半导体与以往的硅半导体相比，能够在高温下工作。

作为适用于在高温下工作的半导体装置的导电性接合材料，例如，在专利文献1中记载有以下导电性接合材料，其特征在于，具备金属微粒和金属被覆树脂粒作为骨材，所述金属微粒包含第1金属且能够在低于所述第1金属的熔点的温度下烧结的金属微粒，所述金属被覆树脂粒子是在比上述金属微粒粒径大的树脂的粒子上被覆有能够与上述第1金属烧结的第2金属的金属被覆树脂粒子。

作为倒装芯片型的半导体装置及其制造方法，例如，在专利文献2中记载有以下的倒装芯片型的半导体装置的制造方法，其包括依次实施以下工序：将设置于有机材料制基板上的电极部和半导体元件的凸块电极电连接并在该基板上配置该半导体元件的工序；对该基板表面进行等离子处理的工序；以及在该基板和半导体元件之间的间隙填充规定的底部填料后，使规定的底部填料加热固化，从而封闭间隙的工序。

另外，作为半导体装置的凸块的制造方法，例如，在专利文献3中公开了以下的电路连接用凸块的制造方法，其特征在于，将规定的金属制构件用粘合剂呈点状涂布于半导体元件上的电路连接用焊盘部或基板上的电路连接用电极部，在70℃以上且400℃以下进行加热，由此将该金属粒子彼此烧结，在半导体元件上或基板上形成金属制凸块。另外，在专利文献3中记载有以下内容，规定的金属制构件用粘合剂是包含(A)平均粒径(中位粒径D50)大于0.1μm且50μm以下的、熔点高于400℃的加热烧结性的金属粒子和(B)液状助熔剂的糊状物，通过在70℃以上且400℃以下进行加热，成为金属粒子(A)彼此烧结且具有与金属粒子(A)同等的熔点、并且在烧结过程中对接触的金属制构件具有粘接性的多孔质烧结物。

另外，在专利文献4中，作为半导体装置的凸块，记载有由碳纳米管(CNT)和选择性地被覆所述碳纳米管的一端侧的金属被覆部构成的碳纳米管凸块结构体。此外，在专利文献4中记载有以下内容，作为抑制半导体芯片所拥有的高电流密度导致的电极断线、应力带来的破损的方法，提出了对凸块电极应用碳纳米管(CNT)的方法。

在专利文献5中记载有一次粒子的平均粒径为40～350nm、微晶粒径为20～70nm且平均粒径相对于微晶粒径之比为1～5的银微粒。专利文献5中记载的发明记载了其课题在于提供在200℃以下的烧成温度下显示充分的导电性的导电糊剂的原料用银微粒和含有该银微粒的导电糊剂。具体来说记载有以下内容，专利文献5中记载的含有银微粒的导电糊剂能够用于更微细化的电路图形成。

专利文献1：日本特开2011－238779号公报

专利文献2：日本特开2010－192525号公报

专利文献3：日本特开2010－131669号公报

专利文献4：日本特开2008－210954号公报

专利文献5：日本特开2006－183072号公报

发明内容