半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半导体装置，特别地，涉及一种具有绝缘基板的半导体装置。
【背景技术】
[0002]在半导体装置的制造工序中，具有将绝缘基板接合至散热板的工序，在该半导体装置中，将半导体元件配置于在绝缘基板上形成的电路图案。在将绝缘基板(在陶瓷板的两个面接合金属图案而得到的部件)例如向散热板进行焊料接合时，由于焊料接合时的热应力，从而在绝缘基板中产生拉伸应力，存在着在绝缘基板中产生裂缝的问题。该热应力在绝缘基板的4个角落的图案端部集中产生。
[0003]作为针对该热应力的现有的对策事例，在专利文献1中公开了将所述金属图案的表面图案和背面图案进行成套图案化的技术。
[0004]专利文献1:日本特开2005 - 11862号公报
[0005]利用专利文献1中的技术，能够减少在绝缘基板中产生的热应力。但是，为了改善产品的成品率，要求热应力的进一步减少。
【发明内容】
[0006]本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种半导体装置，其进一步减少在绝缘基板中产生的热应力，进一步抑制裂缝的产生。
[0007]本发明所涉及的半导体装置具备:绝缘基板；电路图案，其与绝缘基板的第1主面接合，在与第1主面接合的接合面的相反侧的面，接合半导体元件；背面图案，其与绝缘基板的第2主面接合；半导体元件，其与电路图案接合；以及散热板，其接合于背面图案的与第2主面接合的接合面的相反侧的面，电路图案的角部的曲率大于背面图案的角部的曲率，电路图案的角部与背面图案的角部相比在俯视时位于内侧。
[0008]另外，本发明所涉及的半导体装置具备:绝缘基板；电路图案，其与绝缘基板的第1主面接合，在与第1主面接合的接合面的相反侧的面，接合半导体元件；背面图案，其与绝缘基板的第2主面接合；半导体元件，其与电路图案接合；以及散热板，其接合于背面图案的与第2主面接合的接合面的相反侧的面，电路图案的角部形成为折线状，电路图案的角部与背面图案的角部相比在俯视时位于内侧。
[0009]发明的效果
[0010]根据本发明所涉及的半导体装置，将电路图案的角部的曲率设得大于背面图案的角部的曲率，在角部处，将电路图案与背面图案相比在俯视时设置于内侧。利用该结构，相比于将电路图案与背面图案之间的偏移长度设为零的情况，能够减少在绝缘基板的角部集中产生的热应力。由此，能够进一步抑制在绝缘基板中产生的裂缝。由此，制造工序中的成品率提高。S卩，生产效率提高。另外，绝缘基板的抗裂性提升，半导体装置的可靠性提高。
[0011]根据本发明所涉及的半导体装置，通过将电路图案的角部形成为折线状，从而能够提高电路图案的设计的自由度，缩小绝缘基板的面积。由此，能够实现半导体装置的小型化。另外，通过将电路图案的角部与背面图案的角部相比在俯视时形成于内侧，从而能够抑制在绝缘基板中产生的裂缝。
【附图说明】
[0012]图1是实施方式1所涉及的半导体装置的俯视图。
[0013]图2是实施方式1所涉及的半导体装置的角部的俯视图。
[0014]图3是表示实施方式1所涉及的半导体装置的绝缘基板的角部的应力分布的图。
[0015]图4是对比例的半导体装置的角部的俯视图。
[0016]图5是表示对比例的半导体装置的绝缘基板的角部的应力分布的图。
[0017]图6是表示实施方式1与对比例的绝缘基板中产生的应力的大小的对比的图。
[0018]图7是表示在实施方式1所涉及的半导体装置的绝缘基板的角部产生的应力的偏移长度依赖性的图。
[0019]图8是实施方式1所涉及的半导体装置的角部的剖面图。
[0020]图9是实施方式2所涉及的半导体装置的角部的俯视图。
[0021]图10是表示实施方式2所涉及的半导体装置的角部的其他例子的图。
[0022]图11是实施方式3所涉及的半导体装置的角部的俯视图。
[0023]图12是实施方式4所涉及的半导体装置的角部的俯视图。
[0024]标号的说明
[0025]1散热板，2绝缘基板，2a、3a、4a角部，3电路图案，4背面图案，5焊料。
【具体实施方式】
[0026]<实施方式1>
[0027]图1是本实施方式1所涉及的半导体装置的俯视图。另外，图2是将图1的区域D放大而得到的俯视图。
[0028]如图1所示，本实施方式1中的半导体装置具备:散热板1、在散热板1上配置的(换言之，在背面配置有散热板1的)绝缘基板2、以及在绝缘基板2上配置的半导体元件(未图示)。散热板1(也称为基座板)的素材例如是铜。此外，散热板1只要满足散热性，则不限于铜，例如也可以是铝。
[0029]在绝缘基板2的表面(第1主面)形成有电路图案3。在绝缘基板2的背面(第2主面)形成有背面图案4(参照图8)。绝缘基板2的素材例如是氮化铝(A1203)。电路图案3以及背面图案4的素材是金属。电路图案3以及背面图案4例如由铜构成，或者将铜作为主材料而构成(即包含铜)。
[0030]在绝缘基板2的第1、第2主面，分别利用钎焊材料对电路图案3以及背面图案4进行接合。
[0031]在电路图案3表面(即，与第1主面接合的接合面的相反侧的面)，接合有未图示的半导体元件。在此，半导体元件是由包含碳化硅(SiC)的半导体材料形成的半导体元件。背面图案4的同绝缘基板2相反侧的面，与散热板1进行焊料接合。
[0032]在本实施方式1中，如图2所示，其特征在于，电路图案3的角部3a的曲率大于背面图案4的角部4a的曲率。另外，如图2所示，电路图案3的角部3a与背面图案4的角部4a相比在俯视时形成于内侧。利用本实施方式1的结构，能够减少在绝缘基板2的4个角落的图案端部处集中产生的热应力。
[0033]图3是表示将本实施方式1中的绝缘基板2与散热板1进行接合时，在绝缘基板2的角部产生的应力的分布的图。可以看出，在角部处，应力的大小是150MPa左右。
[0034]图4中示出对比例，该对比例用于与本实施方式1的半导体装置进行应力的产生的比较。在图4所示的对比例中，与本实施方式1(图2)相反，电路图案3的角部3a的曲率变得小于背面图案4的角部4a的曲率。图5是表示将对比例中的绝缘基板2与散热板1接合时，在绝缘基板2的角部产生的应力的分布的图。可以看出，在角部处，应力的大小是200MPa 左右。
[0035]图6是表示本实施方式1的绝缘基板2与对比例的绝缘基板2中产生的应力的大小的对比的图。从图6可以看出，与对比例相比，在本实施方式1的绝缘基板2中产生的应力的大小减少。
[0036]图7是表示在本实施方式1的绝缘基板2中产生的应力与偏移长度之间的关系的图。图8是图2的线段C 一 C处的剖面图。所谓偏移长度，如图8所示，是指角部处的从电路图案3的外轮廓至背面图案4的外轮廓为止的距离。图7中示出在将绝缘基板2的厚度分别设定为0.32mm和0.635mm的情况下，在点A、B处产生的应力的大小。此外，在图7中，在使偏移长度变化时，固定电路图案3的尺寸，使背面图案4以及焊料5的尺寸发生变化。
[0037]作为偏移长度大于或等于0_的范围中的整体倾向，从图8中可以解读出下述倾向，即，如果将绝缘基板2的厚度从0.635mm变薄至0.32mm,则应力变小。即，绝缘基板2的厚度越薄，能够以越短的偏移长度减少应力。
[0038]另外，如果关注绝缘基板2的厚度为0.32mm的情况，则可以看出，如果将偏移长度设为1mm(图7中的数据点F)，则与偏移长度为0mm的情况(图7中的数据点E)相比，在点A、B两者处能够减少应力。此外，如图7中的数据点G所示，通过将偏移长度设得比1_长，从而能够进一步减少应力。
[0039]此外，在本实施方式1中，电路图案3以及背面图案4也可以由铝构成，或者将铝作为主材料而构成(即包含铝)。另外，在本实施方式1中，电路图案3以及背面图案4与绝缘基板2进行钎焊接合，但也可以与绝缘基板2直接进行接合。另外，在本实施方式1中，绝缘基板2是氮化铝，但也可以是氮化硅。
[0040]< 效果 >
[0041 ] 本实施方式1中的半导体装置具备:绝缘基板2 ;电路图案3，其与绝缘基板2的第1主面接合，在与第1主面接合的接合面的相反侧的面，接合半导体元件；背面图案4，其与绝缘基板2的第2主面接合；半导体元件，其与电路图案3接合；以及散热板1，其接合于背面图案4的与第2主面接合的接合面的相反侧的面，电路图案3的角部3a的曲率大于背面图案4的角部4a的曲率，电路图案3的角部3a与背面图案4的角部4a相比在俯视时位于内侧。
[0042]因此，根据本实施方式1的半导体装置，将电路图案3的角部3a的曲率设得大于背面图案4的角部4a的曲率，将电路图案3的角部3a与背面图案4的角部4a相比在俯视时设置于内侧。利用该结构，与将电路图案3和背面图案4之间的偏移长度设为零的情况相比，能够减少在绝缘基板2的角部集中产生的热应力。由此，能够进一步抑制在绝缘基板2中产生的裂缝。由此，制造工序中的成品率提高。S卩，生产效率提高。另外，绝缘基板2的抗裂性提升，半导体装置的可靠性提高。
[0043]另外，在本实施方式1的半导体装置中，电路图案3以及背面图案4包含铜。因此，作为电路图案3以及背面图案4的素材，通过使用导电性优异的铜，从而能够得到兼顾了导电性和组装性的半导体装置。
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