[发明专利]功率用半导体装置及其制造方法、电力转换装置

说明书

本发明涉及功率用半导体装置的制造方法、功率用半导体装置及电力转换装置。提高功率用半导体装置的散热性能。隔着中间构造(71B)将功率用半导体元件(70)和支撑部件(10)层叠。中间构造(71B)包含第一金属膏层(21)、至少一个第一贯穿部件(31)。第一金属膏层(21)包含多个第一金属颗粒。第一贯穿部件(31)贯穿第一金属膏层(21)。使安装于将第一金属膏层(21)贯穿的至少一个第一贯穿部件(31)的至少一个第一振动件(51)振动。对第一金属膏层(21)进行加热，以使得多个第一金属颗粒烧结或熔解。

技术领域

本发明涉及功率用半导体装置的制造方法、功率用半导体装置及电力转换装置。

背景技术

日本特开平5-283449号公报公开了裸芯片的焊接方法。根据该方法，首先，在回流焊工序中对裸芯片和散热器进行焊接。接着，进行检查工序。接着，进行气泡除去工序。具体而言，一边通过安装有超声波振动器的加热板台施加微振动，一边使焊料再次熔融。根据上述公报，提出了通过进行上述气泡除去工序，由此除去焊料的气泡，从而裸芯片所产生的热的散热性提高。

根据日本特开2018-026417号公报，指出了如下问题，即，由于由SiC构成的半导体芯片与由Si构成的半导体芯片相比刚性高，因此在高温动作时，在焊料接合部产生大的热应变，产生劣化。并且，公开了以下内容，即，考虑到该问题，作为接合部的材料，使用Ag(银)等金属烧结体来替代焊料。在该接合部的形成工序中，将具有有机溶剂、扩散到其中的Ag颗粒的膏状接合材料印刷于基板之上。接着，使有机溶剂挥发。接着，在接合材料之上载置半导体芯片。接着，一边向基板的方向加压，一边对半导体芯片进行加热。由此，使接合材料烧结。根据上述公报，提出了通过使用与焊料相比不易产生龟裂的Ag烧结材料，能够防止由龟裂引起的散热性能的恶化。

专利文献1：日本特开平5-283449号公报

专利文献2：日本特开2018-026417号公报

近年来，关于功率用半导体装置，要求进一步提高功率密度及可动作温度。特别地，在作为半导体材料而应用碳化硅(SiC)及氮化镓(GaN)等宽带隙半导体的情况下，这样的要求更强烈。与上述要求相伴，还要求提高对来自功率用半导体装置中的半导体芯片(半导体元件)的热量进行散热的散热性能。与此相关联地，针对接合半导体元件的接合层要求高的导热性。

根据上述日本特开平5-283449号公报的技术，经由散热器(散热部件)施加用于将作为接合层的焊料层中的气泡除去的超声波。因此，难以对焊料层进行有效的超声波照射，因此有时难以使接合层充分致密化。因此，接合层的导热性可能变得不充分。其结果，功率用半导体装置的散热性能可能变得不充分。

根据上述日本特开2018-026417号公报的技术，在对包含Ag颗粒的接合材料进行加热时，对半导体芯片施加的压力越高，越能够使通过接合材料的烧结形成的接合层致密化。然而，施加高压力可能对半导体器件造成损伤。因此，有时难以使接合层充分致密化。因此，接合层的导热性可能变得不充分。其结果，功率用半导体装置的散热性能可能变得不充分。

发明内容

本发明就是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于，提供能够使功率用半导体装置的散热性能提高的功率用半导体装置的制造方法、功率用半导体装置以及电力转换装置。

本发明的功率用半导体装置的制造方法具有如下工序。隔着中间构造将功率用半导体元件和支撑部件层叠，该中间构造包含：第一金属膏层，其包含多个第一金属颗粒；以及至少一个第一贯穿部件，其贯穿第一金属膏层。使安装于将第一金属膏层贯穿的至少一个第一贯穿部件的至少一个第一振动件振动。对第一金属膏层进行加热，使得多个第一金属颗粒烧结或熔解。

发明的效果