[发明专利]半导体装置及半导体装置的制造方法

说明书

本申请提供一种半导体装置及半导体装置的制造方法。能够缓和由热膨胀率之差导致的集中于树脂壳体内表面的角部附近的应力，满足层叠基板与树脂壳体之间的绝缘性。上述半导体装置具有将树脂壳体(6)与层叠组件组合而成的构成，上述层叠组件具有：半导体元件(1)；搭载有上述半导体元件(1)的层叠基板(3)；以及搭载有上述层叠基板(3)的金属基板(4)。在树脂壳体(6)中，在角部设有切槽(6a)。切槽(6a)的宽度和长度中的至少一个为2mm以上。

技术领域

本发明涉及半导体装置及半导体装置的制造方法。

背景技术

以往，对于搭载有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等功率半导体元件的功率半导体模块而言，在半导体元件中使用硅(Si)时，经实用化的最大额定电压达到6.5kV左右，使用硅胶作为用于对半导体元件进行绝缘保护的密封树脂。

另一方面，使用了近年来开发的碳化硅(SiC)等带隙比硅的带隙宽的半导体而成的宽带隙半导体元件能够实现更进一步的高耐压化。因此，提出了使用耐热性和耐压性比硅胶的耐热性和耐压性高的环氧树脂等硬质树脂作为密封树脂的方法(例如，参照专利文献1)。

以通常的IGBT功率半导体模块的结构为例对现有的功率半导体模块的结构进行说明。

图7是表示现有结构的功率半导体模块的构成的截面图。另外，图8是表示现有结构的功率半导体模块的构成的上表面图。如图7和图8所示，功率半导体模块具备功率半导体芯片1、接合材料2、层叠基板3、金属基板4、密封树脂5、树脂壳体6、端子7、键合线8和盖9。

树脂壳体6经由硅等粘接剂粘接在搭载了接合有功率半导体芯片1的层叠基板3的金属基板4上。在树脂壳体6内部配置有层叠基板3，因此通过在层叠基板3与树脂壳体6之间保持恒定的距离，并填充密封树脂5，从而确保层叠基板3与树脂壳体6之间的绝缘性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-16684号公报

发明内容

技术问题

在功率半导体模块中，如果随着半导体元件1的工作发热而引起温度上升和/或使用环境的温度发生变化，则因各材料间的热膨胀率之差而导致热变形。特别是，由于树脂壳体6由树脂构成，所以与金属基板4相比，热膨胀率更大。因此，在高温时，在金属基板4产生凸状的热变形。另外，在高温时，因树脂壳体6与密封树脂5的热膨胀率之差而导致填充于树脂壳体6的密封树脂5膨胀而对树脂壳体6施加有压力。因此，在树脂壳体6内表面角部附近应力集中，存在树脂壳体6发生破裂的问题。如果树脂壳体6发生破裂，则在该部位发生部分放电，绝缘性降低。

另外，作为树脂壳体6内表面的角部附近的应力缓和结构，有时将角部加工成R形状。通过增大该R形状尺寸，能够缓和角部的应力。但是，由于R形状尺寸变大，所以层叠基板3与树脂壳体6之间的距离变小。因此，由于为了确保功率半导体模块的绝缘性所需要的密封树脂5的层变薄，层叠基板3与树脂壳体6之间的放电距离变短，所以绝缘性降低。另外，在保持了该距离的情况下，由于功率半导体模块本身的尺寸变大，因此成本上升。

本发明为了消除上述的现有技术的问题，目的在于提供缓和由热膨胀率之差导致的集中于树脂壳体内表面的角部附近的应力，满足层叠基板与树脂壳体之间的绝缘性的半导体装置及半导体装置的制造方法。

技术方案

为了解决上述的课题，实现本发明的目的，本发明的半导体装置具有如下特征。在将树脂壳体与层叠组件组合而成的半导体装置中，在上述树脂壳体的角部设有切槽，上述层叠组件具有半导体元件、搭载有上述半导体元件的层叠基板和搭载有上述层叠基板的金属基板。