JP6255949B2 - 接合方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
第1基板上の第1導体と、第2基板上の第2導体のいずれか一方に接合用の金属層を形成し、
前記第1導体と前記第2導体の間に、前記金属層の融点よりも低い焼結温度を有する金属粒子を配置して、前記第1導体と前記第2導体を重ね合わせ、
前記金属層の融点よりも低い第1温度で加熱して前記金属粒子を焼結させて前記第1導体と前記第2導体を仮固定し、
前記仮固定の後に、前記金属層の融点以上の第2温度で加熱して前記第1導体と前記第2導体を接合する。
(付記1)
第1基板上の第1導体と、第2基板上の第2導体のいずれか一方に接合用の金属層を形成し、
前記第1導体と前記第2導体の間に、前記金属層の融点よりも低い焼結温度を有する金属粒子を配置して、前記第1導体と前記第2導体を重ね合わせ、
前記金属層の融点よりも低い第1温度で加熱して前記金属粒子を焼結させて前記第1導体と前記第2導体を仮固定し、
前記仮固定の後に、前記金属層の融点以上の第2温度で加熱して前記第1導体と前記第2導体を接合する、
ことを特徴とする接合方法。
(付記2)
前記仮固定は、前記第1温度での加熱の後に降温することを特徴とする付記1に記載の接合方法。
(付記3)
前記金属粒子の粒径は1μm未満であることを特徴とする付記1に記載の接合方法。
(付記4)
前記金属粒子は、Cu,Ni,Ag,Auの単体、またはこれらの二種以上の組合せであることを特徴とする付記1に記載の接合方法。
(付記5)
半導体素子の接続端子の先端に接合用の金属層を形成し、
前記接続端子と回路基板上の電極の間に、前記金属層の融点よりも低い焼結温度を有する金属粒子を配置して、前記半導体素子と前記回路基板を重ね合わせ、
前記金属層の融点よりも低い第1温度で加熱して前記金属粒子を焼結させて前記接続端子を前記電極に仮固定し、
前記仮固定の後に、前記金属層の融点以上の第2温度で加熱して、前記接続端子と前記電極を接合する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記6)
前記仮固定は、前記第1温度での加熱の後に降温することを特徴とする付記5に記載の半導体装置の製造方法。
(付記7)
前記重ね合わせと前記仮固定は、前記回路基板を前記第1温度で加熱しながら前記半導体素子を前記回路基板上に配置することによって同時に行うことを特徴とする付記5に記載の半導体装置の製造方法。
(付記8)
前記回路基板上に複数の前記半導体素子を前記金属粒子を間に介在させて積層し、
前記第1温度で前記金属粒子を焼結させて、複数の前記半導体素子を積層状態で仮固定し、
前記積層状態で仮固定した後に、前記第2温度での加熱を行って接合することを特徴とする付記5に記載の半導体装置の製造方法。
(付記9)
前記積層状態での仮固定は、一層積層するごとに、上層の半導体素子を下層の半導体素子に仮固定することを特徴とする付記8に記載の半導体装置の製造方法。
(付記10)
第1電極を有する基板と、
第2電極を有し、前記基板に実装される半導体素子と、
前記第1電極と前記第2電極の間に位置する接合部と、
を有し、
前記接合部は、前記第1電極との界面領域に、金属粒子の焼結体を含む中間層を有することを特徴とする半導体装置。
(付記11)
前記中間層は、前記焼結体の近傍に前記金属粒子を構成する元素の濃度が前記接合部の他の領域よりも高い合金層を有することを特徴とする付記10に記載の半導体装置。
(付記12)
前記基板は、前記半導体素子の下層に配置される別の半導体素子であることを特徴とする付記11に記載の半導体装置。
(付記13)
前記基板は、絶縁性の回路基板であることを特徴とする付記11に記載の半導体装置。
10、51 回路基板
12 基板側電極(Cu電極)
20,40 半導体チップ(半導体素子)
22 素子側電極(Cuピラー)
25 接合用金属層
26 接続端子
30 金属粒子
31 金属粒子の焼結体
32 合金層
33 接合部
Claims (6)
- 第1基板上の第1導体と、第2基板上の第2導体のいずれか一方に接合用の金属層を形成し、
前記第1導体と前記第2導体の間に、前記金属層の融点よりも低い焼結温度を有する金属粒子を配置して、前記第1導体と前記第2導体を重ね合わせ、
前記金属層の融点よりも低い第1温度で加熱して前記金属粒子を焼結させて前記第1導体と前記第2導体を仮固定し、
前記仮固定の後に、前記金属層の融点以上の第2温度で加熱して前記第1導体と前記第2導体を接合する、
ことを特徴とする接合方法。 - 前記仮固定は、前記第1温度での加熱の後に降温することを特徴とする請求項1に記載の接合方法。
- 半導体素子の接続端子の先端に接合用の金属層を形成し、
前記接続端子と回路基板上の電極の間に、前記金属層の融点よりも低い焼結温度を有する金属粒子を配置して、前記半導体素子と前記回路基板を重ね合わせ、
前記金属層の融点よりも低い第1温度で加熱して前記金属粒子を焼結させて前記接続端子を前記電極に仮固定し、
前記仮固定の後に、前記金属層の融点以上の第2温度で加熱して、前記接続端子と前記電極を接合する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記仮固定は、前記第1温度での加熱の後に降温することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記重ね合わせと前記仮固定は、前記回路基板を前記第1温度で加熱しながら前記半導体素子を前記回路基板上に配置することによって同時に行うことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記回路基板上に複数の前記半導体素子を前記金属粒子を間に介在させて積層し、
前記第1温度で前記金属粒子を焼結させて、複数の前記半導体素子を積層状態で仮固定し、
前記積層状態で仮固定した後に、前記第2温度での加熱を行って接合することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
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