半导体装置及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种功率模块等半导体装置及其制造方法。


背景技术：

2.功率模块例如是将绝缘栅型双极晶体管(igbt)、二极管等电力用半导体芯片封装到外部壳体而成的。功率模块的构件具有以下结构：作为内部组装，将半导体芯片、绝缘电路基板以及金属基底层叠并一体化，进一步通过与树脂制的外部壳体粘接来一体化。
3.近年，安装于内部的半导体芯片的损耗减少等特性改善取得进展，每单位面积的电流密度逐年增加。但另一方面，在逆变器等应用装置中，要求对功率额定的成本降低。因此，为了使功率模块能够进行高功率密度动作，要求提高功率模块的高温动作的可靠性。
4.功率模块的内部组装通过进行焊接来进行一体化。焊接是指：将包含焊料的接合材料与被接合材料层叠后使它们进入加热炉，以超过接合材料的熔点的温度加热接合材料来使该接合材料熔融。在使用无粘着性的板焊料作为接合材料的情况下，由于层叠的构件的进炉前后的搬送时的振动等，有时层叠的构件发生位置偏移。
5.为了避免层叠的构件发生位置偏移，使用具有能够将层叠的构件保持在内侧的开口部的治具，来对层叠的构件进行定位。
6.另外，专利文献1中公开有一种半导体装置的制造方法，该半导体装置的制造方法包括以下工序：将在背面电极具有通过超声波振动接合的第一焊料及第二焊料的半导体元件、以及具有收容第一焊料的凹部的金属板以将第一焊料的一部分收容于凹部的方式进行配置；在配置后，使第二焊料熔融来将半导体元件与金属板进行焊料接合。
7.另外，专利文献2中公开有以下的半导体装置的制造方法：将芯片和引线框架经由固体状的焊料块进行试组装，在焊料块预先形成向一个方向突出的突起部，使该突起部插入到引线框架的焊料供给孔，来将芯片和引线框架进行试组装，接下来，在投入到回流炉内使焊料块熔融之后进行固化，由此将芯片与引线框架接合。
8.另外，专利文献3中公开有以下的模块的制造方法：准备具有包括第一面和第二面的板部、以及在第一面侧从该板部突起的第一突起部的第一焊料，将包括用于插入第一突起部的凹部的第一被接合构件设置在第一面侧，在将第一突起部插入到该凹部的状态下，将第一焊料和第一被接合构件进行回流焊剂。
9.另外，专利文献4中公开有以下的半导体装置：在与金属箔接合绝缘基板接合的厚金属块的表面，在半导体芯片的接合区的周围形成作为芯片定位手段的突起，并且在半导体芯片的接合区内形成芯片下焊料高度控制用突起。
10.现有技术文献
11.专利文献
12.专利文献1：日本特开2015-5559号公报
13.专利文献2：日本特开2013-131735号公报
14.专利文献3：日本特开2018-182025号公报
15.专利文献4：日本特开2010-165764号公报


技术实现要素：

16.发明要解决的问题
17.定位用的治具的开口部被要求当在加热升温过程中的构件的热膨胀时不超过必要地与构件接触而对构件造成压迫，因此需要一定的余隙。由于该余隙的存在，在开口的内侧，构件发生微小的水平方向上的位置偏移，使焊料的润湿在水平面内变得不均匀，从而发生构件倾斜等不良状况。
18.如前所述，近年，单位面积的电流密度逐渐提高，相对于所需电流额定的芯片面积的下降倾向显著。另一方面，由于定位用的治具的与开口宽度无关而以加工精度决定的余隙，在大径芯片的情况下比较稳定，但在小径芯片的情况下显著地发生焊接后的倾斜。
19.当由于构件被倾斜接合而使接合层的厚度变得不均匀时，与均匀的情况相比，产生接合层薄的部位，因此对热应力的耐受量下降。因此，有时会损害环境可靠性、动作可靠性等可靠性。
20.鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够防止焊料接合时的构件的位置偏移、而能够形成均匀厚度的接合层、而具有高可靠性的半导体装置及其制造方法。
21.用于解决问题的方案
22.本发明的一个方式是一种半导体装置，宗旨在于具备：(a)绝缘电路基板，其具有在主面设置有凹部的导电板；(b)半导体芯片，其与导电板的主面相向地配置；以及(c)接合层，其设置在导电板与半导体芯片之间，并设置有被插入到凹部的凸部。
23.本发明的其它方式是一种半导体装置的制造方法，宗旨在于包括以下工序：(a)准备具有导电板的绝缘电路基板；(b)通过将板状的接合材料局部地固定在导电板上，来将接合材料在水平方向上进行定位；在接合材料上载置半导体芯片；加热接合材料来使该接合材料熔融，从而形成将绝缘电路基板与所述半导体芯片接合的接合层。
24.发明的效果
25.根据本发明，能够提供一种能够防止焊料接合时的构件的位置偏移、而能够形成均匀厚度的接合层、而具有高可靠性的半导体装置及其制造方法。
附图说明
26.图1是第一实施方式所涉及的半导体装置的俯视图。
27.图2是从图1的a-a方向观察到的截面图。
28.图3是第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的工序俯视图。
29.图4是从图3的a-a方向观察到的工序截面图。
30.图5是第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的继图3和图4后的工序俯视图。
31.图6是从图5的a-a方向观察到的工序截面图。
32.图7是第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的继图5和图6后的工序俯视图。
33.图8是从图7的a-a方向观察到的工序截面图。
34.图9是第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的继图7和图8后的工序俯视图。
35.图10是第一实施方式的第一变形例所涉及的半导体装置的制造方法的工序截面图。
36.图11是第一实施方式的第二变形例所涉及的半导体装置的制造方法的工序截面图。
37.图12是第一实施方式的第三变形例所涉及的半导体装置的制造方法的工序截面图。
38.图13是从图12的a-a方向观察到的截面图。
39.图14是第一实施方式的第三变形例所涉及的半导体装置的制造方法的继图12和图13后的工序截面图。
40.图15是第二实施方式所涉及的半导体装置的俯视图。
41.图16是从图15的a-a方向观察到的截面图。
42.图17是第二实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的工序俯视图。
43.图18是第二实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的继图17后的工序截面图。
44.图19是第二实施方式的变形例所涉及的半导体装置的俯视图。
45.图20是第二实施方式的变形例所涉及的半导体装置的制造方法的工序俯视图。
46.图21是第三实施方式所涉及的半导体装置的俯视图。
47.图22是从图21的a-a方向观察到的截面图。
48.图23是第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的工序俯视图。
49.图24是第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的继图23后的工序俯视图。
50.图25是从图24的a-a方向观察到的截面图。
51.图26是第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的继图24和图25后的工序俯视图。
52.图27是第三实施方式的第一变形例所涉及的半导体装置的制造方法的工序截面图。
53.图28是第三实施方式的第二变形例所涉及的半导体装置的制造方法的工序截面图。
具体实施方式
54.下面，参照附图来说明各实施方式。在附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的标记，并省略重复的说明。但是，附图是示意性的，厚度与平面尺寸之间的关系、各层的厚度的比率等有时与实际不同。另外，在附图相互之间也可能包括尺寸的关系、比率不同的部分。另外，下面示出的各实施方式例示出用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法，本发明的技术思想并不将结构部件的材质、形状、构造、配置等特定为下述的材质、形状、构造、配置等。
55.另外，下面的说明中的上下等方向的定义仅是便于说明的定义，并不用于限定本发明的技术思想。例如，如果将对象旋转90
°
来观察，则将上下变换为左右来读，如果旋转180
°
来观察，则将上下翻转来读，这是不言而喻的。
56.(第一实施方式)
57.图1是第一实施方式所涉及的半导体装置的俯视图，图2是从图1的a-a方向观察到的截面图。如图1和图2所示，第一实施方式所涉及的半导体装置是具备绝缘电路基板(布线板)1、与绝缘电路基板1的主面(上表面)相向地配置的半导体芯片(功率半导体芯片)3、以及配置在绝缘电路基板1与半导体芯片3之间的接合层2的功率模块。
58.虽然在图1和图2中省略了图示，但是也可以在绝缘电路基板1的下表面侧设置有金属基底、散热片。绝缘电路基板1和半导体芯片3也可以被收纳于树脂制的外部壳体。也可以在外部壳体的内侧填充密封树脂，来将绝缘电路基板1和半导体芯片3密封。
59.绝缘电路基板1例如由直接铜键合(dcb)基板、活性钎焊(amb)基板等构成。绝缘电路基板1具备绝缘板11、配置于绝缘板11的上表面的导电板(电路板)12以及配置于绝缘板11的下表面的导电板(散热板)13。如图2所示，在导电板12的主面(上表面)设置有凹部12a、12b。
60.绝缘板11例如由以氧化铝(al2o3)、氮化铝(aln)、氮化硅(si3n4)等形成的陶瓷基板、使用了高分子材料等的树脂绝缘板构成。导电板12和导电板13例如由铜(cu)、铝(al)等的导体箔构成。
61.半导体芯片3与导电板12的主面(上表面)相向地配置。半导体芯片3的由金(au)等形成的下表面电极经由接合层2来与导电板12接合。作为半导体芯片3，例如能够采用绝缘栅型双极晶体管(igbt)、场效应晶体管(fet)、静电感应(si)晶闸管、门极可关断(gto)晶闸管、续流二极管(fwd)等。半导体芯片3既可以是单极器件，也可以是双极器件。半导体芯片3例如可以由硅(si)基板构成，或者也可以由以碳化硅(sic)、氮化镓(gan)、砷化镓(gaas)、氧化镓(ga2o3)、金刚石(c)等宽带隙半导体形成的化合物半导体基板构成。
62.在图1和图2中例示了具有1个半导体芯片3的情况，但是半导体芯片的数量能够根据功率模块的电流容量等来适当设定，也可以具有2个以上的半导体芯片。在具有2个以上的半导体芯片的情况下，可以具有相同种类的半导体芯片，也可以具有不同种类的半导体芯片。如图1所示，半导体芯片3具有矩形的平面图案。半导体芯片3的尺寸例如为3mm见方以上且20mm见方以下左右，但是不限定于此。
63.如图2所示，接合层2配置在绝缘电路基板1的导电板12与半导体芯片3之间，将导电板12与半导体芯片3接合(固着)。作为接合层2，例如能够使用锡锑(snsb)系或锡银(snag)系的焊料。
64.在接合层2的下表面设置有突起部(凸部)21a、21b。接合层2的凸部21a、21b被插入到导电板12的凹部12a、12b。接合层2的形成有凸部21a、21b的部分的厚度t1比接合层2的未形成有凸部21a、21b的部分的厚度t2厚。凸部21a、21b例如构成为圆柱状，但是不限定于此。凸部21a、21b例如也可以由圆锥状、多棱柱状、多棱锥状等构成。对导电板12的凹部12a、12b的形状也没有特别限定，只要能够供凸部21a、21b插入即可。
65.接合层2例如具有矩形的平面图案，但是不限定于此。接合层2例如也可以具有圆形等的平面图案。在此，设为接合层2的外缘与图1中示出的半导体芯片3的外缘一致。此外，接合层2的外缘也可以位于比半导体芯片3的外缘靠外侧的位置，还可以位于比半导体芯片3的外缘靠内侧的位置。换言之，接合层2的尺寸也可以比半导体芯片3的尺寸大，还可以比半导体芯片3的尺寸小。
66.在图1中，用虚线示意性地示出了接合层2的设置于下表面的凸部21a～21d。凸部21a～21d设置于接合层2的平面图案的比外周部靠内侧的、靠近接合层2的平面图案所呈的矩形的角部的4处。虽然省略了图示，但是在导电板12还设置有与接合层2的凸部21c、21d分别对应的凹部，接合层2的凸部21c、21d分别被插入到导电板12的对应的凹部。
67.此外，对接合层2的凸部21a～21d的配置位置没有特别限定。另外，接合层2的凸部只要至少设置有一处即可，也可以设置有2处、3处或5处以上。
68.接着，说明第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法(组装方法)。首先，如图3和图4所示，准备具有设置有凹部12a～12d的导电板12的绝缘电路基板1。导电板12的凹部12a～12d能够通过使用钻头等工具的切削加工、或激光照射等来形成。
69.另一方面，如图5和图6所示，准备由成型为板状的固体状的焊料形成的接合材料(也被称作“预成型焊料”、“板焊料”或“焊料球”)2x。在接合材料2x的上表面形成有凹部22a～22d，在接合材料2x的下表面形成有凸部23a、23b。凹部22a、22b形成于与凸部23a、23b重叠的位置。此外，在接合材料2x的下表面，在与凹部22c、22d重叠的位置形成有凸部(未图示)。凹部22a～22d和凸部23a、23b能够通过使用模具等对轧制加工而成的具有平坦的上表面和下表面的接合材料2x进行塑性变形等来形成。此外，根据接合材料2x的加工方法的不同，也可以不形成接合材料2x的上表面的凹部22a～22d，接合材料2x的上表面是平坦的。
70.接着，如图7和图8所示，在具有设置有凹部12a、12b的导电板12的绝缘电路基板1上，载置具有设置有凹部22a～22d的上表面和设置有凸部23a、23b的下表面的接合材料2x。此时，将接合材料2x的下表面的凸部23a、23b插入(嵌合)到导电板12的凹部12a、12b来进行固定(卡定)。此外，虽然省略了图示，但是接合材料2x的形成于与凹部22c、22d重叠的位置的下表面的凸部也被插入到导电板12的凹部12c、12d来进行固定。由此，接合材料2x在水平方向上被定位。接合材料2x以接合材料2x的下表面的凸部23a、23b与导电板12的凹部12a、12b的凹凸状的嵌合形状在水平方向上被保持，由此成为与导电板12的上表面均等地接触的状态。
71.接着，如图9所示，在接合材料2x上载置半导体芯片3进行层叠。此时，由于是接合材料2x在水平方向上被定位从而与导电板12的上表面均等地接触(密合)的状态，因此载置在接合材料2x上的半导体芯片3的保持面不易发生倾斜。
72.接着，将绝缘电路基板1、接合材料2x以及半导体芯片3的层叠体搬送到加热炉。即使受到在该搬送时产生的振动等的影响，绝缘电路基板1、接合材料2x以及半导体芯片3也容易保持彼此均等地面接触的状态。在加热炉中，加热接合材料2x来使接合材料2x熔融，从而形成将绝缘电路基板1与半导体芯片3接合的接合层2。之后，将绝缘电路基板1和半导体芯片3收纳到外部壳体并用密封树脂进行密封，并且在绝缘电路基板1的下表面侧安装散热基底或散热片，由此第一实施方式所涉及的半导体装置完成。
73.根据第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法，通过将接合材料2x的下表面的凸部23a、23b插入到导电板12的凹部12a、12b，能够进行载置于绝缘电路基板1的上表面的接合材料2x在水平面内的定位。因此，即使受到向加热炉搬送时的振动等的影响，半导体芯片3的下表面的接合材料2x的位置偏移也得到抑制，因此随之能够抑制半导体芯片3的位置偏移。
74.在使用利用框体等来保持构件的定位用的治具的情况下，接合材料2x及半导体芯
片3与框体之间需要具有余隙，因此成为因接合材料2x及半导体芯片3的个别的微小的位置偏移而导致接合材料2x及半导体芯片3倾斜的主要原因。与此相对，根据第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法，不会发生接合材料2x及半导体芯片3的个别的微小的位置偏移，因此能够保持使接合材料2x与半导体芯片3的接触均匀的状态。当在加热炉中升温时，焊料的熔融开始、对被接合构件的润湿开始在面内均匀地发生。因而，即使在完全熔融的状态下，半导体芯片3也不易变得不稳定，将接合材料2x夹在中间的导电板12和半导体芯片3能够保持彼此水平的状态地进行接合。因此，能够形成均匀厚度的接合层2。
75.通过使在高温动作时负荷作用的接合层2的厚度均匀，能够减少因厚度不均匀而产生的接合层2薄的脆弱部。由此，能够提高接合层2的可靠性耐受量，从而能够提高半导体装置的可靠性。
76.并且，在引线框架布线等上侧构造复杂的安装结构中，也可以将碳治具等的定位功能限定于引线框架与基板间的定位，因此能够减少治具等的加工点数。并且，还能够防止半导体芯片3和引线框架的倾斜，因此能够使绝缘电路基板1与半导体芯片3之间的接合层、以及半导体芯片3与引线框架之间的接合层的厚度均匀化，从而能够提高可靠性。
77.《第一实施方式的第一变形例》
78.在第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法中，例示了以下情况：如图7和图8所示，在具有设置有凹部12a、12b的导电板12的绝缘电路基板1上，载置具有设置有凸部23a、23b的下表面的接合材料2x，并将接合材料2x的凸部23a、23b插入到导电板12的凹部12a、12b。但是，也可以如图10所示那样，在具有设置有凹部12a、12b的导电板12的绝缘电路基板1上，载置具有平坦的上表面和下表面的接合材料2x。
79.在该情况下，在图10所示的状态下，使用工具来对接合材料2x局部地进行加压等，由此如图7和图8所示那样，在接合材料2x的下表面形成凸部23a、23b，并被插入到导电板12的凹部12a、12b。由此，能够将接合材料2x在水平方向上进行定位。其它过程与第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法相同，因此省略重复的说明。
80.《第一实施方式的第二变形例》
81.在第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法中，例示了以下情况：如图8所示，在具有凹部12a、12b被设置到导电板12的规定的深度的导电板12的绝缘电路基板1上，载置具有设置有凸部23a、23b的下表面的接合材料2x，并将接合材料2x的凸部23a、23b插入到导电板12的凹部12a、12b。但是，也可以如图11所示那样，导电板12的凹部12a、12b贯通导电板12，使绝缘板11的上表面的一部分露出。
82.在该情况下，通过如图11所示那样将接合材料2x的凸部21a、21b插入到导电板12的凹部12a、12b，也能够将接合材料2x在水平方向上进行定位。其它过程与第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法相同，因此省略重复的说明。
83.《第一实施方式的第三变形例》
84.在第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法中，例示了以下情况：如图3和图4所示，在绝缘电路基板1的导电板12形成点(dot)状(斑点(spot)状)的凹部12a～12d。但是，凹部12a～12d的平面图案不限定于点状(斑点状)。例如，也可以如图12和图13所示那样，在导电板12形成槽状的凹部12a、12b。凹部12a、12b例如具有平行地延伸的条状的平面图案。
85.在该情况下，如图14所示，在接合材料2x形成与凹部12a对应的条状的凸部23a。此外，虽然省略了图示，但是在接合材料2x还形成与凹部12b对应的条状的凸部。而且，在绝缘电路基板1上搭载接合材料2x，并将接合材料2x的凸部21a插入到导电板12的凹部12a，由此能够将接合材料2x在水平方向上进行定位。其它过程与第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法相同，因此省略重复的说明。
86.(第二实施方式)
87.第二实施方式所涉及的半导体装置如图15和图16所示，在具备绝缘电路基板1、与绝缘电路基板1的上表面相向地配置的半导体芯片3、以及配置在绝缘电路基板1与半导体芯片3之间的接合层2的方面与第一实施方式所涉及的半导体装置共通。但是，第二实施方式所涉及的半导体装置在接合层2的凸部21a设置于接合层2的外周部这一点上与第一实施方式所涉及的半导体装置不同。
88.接合层2的设置有凸部21a的外周部的厚度t1比接合层2的未设置有凸部21a的中央部的厚度t2厚。在图15中，用虚线示意性地示出了接合层2的凸部21a的平面图案。接合层2的凸部21a具有环状(框状)的平面图案。绝缘电路基板1的设置于导电板12的凹部12a在与接合层2的凸部21a重叠的位置具有环状(框状)的平面图案。接合层2的凸部21a被插入到导电板12的凹部12a。第二实施方式所涉及的半导体装置的其它结构与第一实施方式所涉及的半导体装置相同，因此省略重复的说明。
89.根据第二实施方式所涉及的半导体装置，在由于接合层2的外周部比中央部容易发生应力集中而容易产生裂纹的点上，通过在接合层2的外周部设置凸部21a，能够使接合层2的外周部的厚度t1比中央部的厚度t2厚，从而能够防止裂纹的进展。因此，能够提高与环境可靠性有关的耐久性。
90.接着，说明第二实施方式所涉及的半导体装置的制造方法。在第二实施方式所涉及的半导体装置的制造方法中，如图17所示，通过使用了工具的切削加工等，来在绝缘电路基板1的导电板12形成环状(框状)的凹部12a。然后，如图18所示，在绝缘电路基板1上载置在下表面具有与凹部12a对应的环状(框状)的凸部23a的接合材料2x。此时，通过将接合材料2x的凸部21a插入到导电板12的凹部12a，能够将接合材料2x在水平方向上进行定位。此外，根据接合材料2x的加工方法，也可以在接合材料2x的上表面的与凸部23a重叠的位置形成有凹部。第二实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的其它过程与第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法相同，因此省略重复的说明。
91.根据第二实施方式所涉及的半导体装置的制造方法，由于通过将接合材料2x的凸部21a插入到导电板12的凹部12a，能够进行接合材料2x的水平定位，因此即使受到搬送时的振动等的影响，也能够抑制接合材料2x及半导体芯片3的位置偏移。
92.《第二实施方式的变形例》
93.在第二实施方式所涉及的半导体装置中，例示了以下情况：如图15中用虚线示意性地示出的那样，接合层2的凸部21a呈环状(框状)地设置在接合层2的外周部。但是，也可以如图19中用虚线示意性地示出的那样，接合层2的凸部21a～21d分别设置在接合层2的平面图案所呈的矩形的外周部中的4个角部。
94.根据第二实施方式的变形例所涉及的半导体装置，通过在接合层2的外周部的角部设置凸部21a～21d，能够使接合层2的外周部的角部的厚度相对地厚，因此能够防止容易
在接合层2的外周部的角部发生的裂纹的进展。因此，能够提高与环境可靠性有关的耐久性。
95.作为第二实施方式的变形例所涉及的半导体装置的制造方法，如图20所示，在绝缘电路基板1的导电板12的、要插入图19中示出的接合层2的凸部21a～21d的位置形成凹部12a～12d。然后，将图19中示出的接合层2被加热熔融前的固体状的接合材料的凸部21a～21d插入到导电板12的凹部12a～12d，由此能够将接合材料2x在水平方向上进行定位。
96.(第三实施方式)
97.第三实施方式所涉及的半导体装置如图21和图22所示，在具备绝缘电路基板1、与绝缘电路基板1的上表面相向地配置的半导体芯片3、以及配置在绝缘电路基板1与半导体芯片3之间的接合层2的方面与第一实施方式所涉及的半导体装置共通。但是，第三实施方式所涉及的半导体装置在以下方面与第一实施方式所涉及的半导体装置不同：在接合层2设置有柱状的部分熔融部(合金层)24a～24d，接合层2的下表面的凸部由部分熔融部24a～24d构成。
98.部分熔融部24a～24d能够在第三实施方式所涉及的半导体装置的制造时，通过对接合层2被加热熔融前的固体状的接合材料进行激光焊接(激光点焊)来形成。部分熔融部24a～24d由使接合层2的材料和导电板12的材料熔融后凝固而得到的合金层构成。例如，在导电板12的材料是铜(cu)的情况下，部分熔融部24a～24d成为比接合层2更高浓度地含有铜(cu)的区域。
99.在图22中，例示了部分熔融部24a～24d贯通接合层2、且部分熔融部24a～24d的上端与接合层2的上表面一致的情况，但是不限定于此。例如，也可以是，部分熔融部24a～24d不贯通接合层2，部分熔融部24a～24d的上端位于接合层2的内部。部分熔融部24a～24d的下端从接合层2的下表面突出而构成凸部。在与部分熔融部24a～24d的下端的凸部对应的位置设置导电板12的凹部。
100.在图21中，用虚线示意性地示出部分熔融部24a～24d。部分熔融部24a～24d分别设置在接合层2的平面图案所呈的矩形的4个角部。部分熔融部24a～24d具有点状(斑点状)的平面图案。部分熔融部24a～24d不限定于设置在4处，也可以设置在1处～3处或者5处以上。对部分熔融部24a～24d的配置位置也没有特别限定。第三实施方式所涉及的半导体装置的其它结构与第一实施方式所涉及的半导体装置相同，因此省略重复的说明。
101.接着，说明第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法。在第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法中，如图23所示，准备具有平坦的上表面的导电板12的绝缘电路基板1，并且准备具有平坦的上表面和下表面的接合材料2x。然后，在绝缘电路基板1的导电板12上载置接合材料2x。
102.接着，如图24和图25所示，通过激光焊接使接合材料2x的一部分与导电板12的一部分熔融，来形成部分熔融部(熔核)24a～24d。激光焊接通过点喷镀来从接合材料2x的上表面对内部进行热输入。由此，接合材料2x与导电板12局部地牢固接合，从而能够将接合材料2x在水平方向上进行定位。
103.接着，如图26所示，在接合材料2x上搭载半导体芯片3。之后，将绝缘电路基板1、接合材料2x以及半导体芯片3的层叠体搬送到加热炉。在加热炉中加热接合材料2x来使接合材料2x熔融，从而形成将绝缘电路基板1与半导体芯片3接合的接合层2。第三实施方式所涉
及的半导体装置的制造方法的其它过程与第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法相同，因此省略重复的说明。
104.根据第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法，通过利用激光焊接在接合材料2x形成部分熔融部24a～24d，能够防止由将绝缘电路基板1、接合材料2x以及半导体芯片3的层叠体向加热炉搬送过程中的振动引起的接合材料2x及半导体芯片3的位置偏移。并且，在搬送到加热炉后，在加热炉中伴有接合材料2x的全部熔融的焊料接合过程中，也能够通过部分熔融部24a～24d来防止接合材料2x及半导体芯片3的位置偏移。
105.此外，也可以如图8所示那样，在具有设置有凹部12a、12b的导电板12的绝缘电路基板1上，载置具有设置有凸部23a、23b的下表面的接合材料2x，在将接合材料2x的凸部23a、23b插入到凹部12a、12b来将接合材料2x固定之后，进行激光焊接。
106.《第三实施方式的第一变形例》
107.在第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法中，如图23所示，例示了在绝缘电路基板1上载置具有平坦的上表面和下表面的接合材料2x之后进行激光焊接的情况。但是，也可以如图27所示那样，在激光焊接之前，在接合材料2x的上表面的要通过激光焊接进行热输入的位置形成凹部25a、25b。凹部25a、25b能够通过对具有平坦的上表面和下表面的接合材料2x进行塑性加工或压模加工等来形成。
108.根据第三实施方式的第一变形例所涉及的半导体装置的制造方法，通过在接合材料2x的上表面设置凹部25a、25b，能够提高局部聚光性。因此，能够减少用于形成部分熔融部24a～24d的激光的功率，从而能够提高激光照射效率。
109.《第三实施方式的第二变形例》
110.在第三实施方式所涉及的半导体装置的制造方法中，如图23所示，例示了在绝缘电路基板1上载置具有平坦的上表面和下表面的接合材料2x之后进行激光焊接的情况。但是，也可以如图28所示那样，在激光焊接之前，在接合材料2x的上表面的要通过激光焊接进行热输入的位置形成金属层4a、4b。作为金属层4a、4b的材料，例如能够使用镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)或银(ag)等。作为金属层4a、4b的形成方法，例如在通过溅射法或蒸镀法等在接合材料2x的上表面整体沉积金属层之后，使用掩模来选择性地去除金属层的一部分即可。
111.根据第三实施方式的第二变形例所涉及的半导体装置的制造方法，通过在接合材料2x的上表面局部地形成金属层4a、4b，能够提高激光焊接时的热输入效率，从而能够提高激光照射效率。
112.(其它实施方式)
113.如上所述，通过第一实施方式～第三实施方式对本发明进行了记载，但是不应理解为构成本公开的一部分的论述及附图用于限定本发明。根据本公开，本领域技术人员将明确各种替代实施方式、实施例以及应用技术。
114.例如，能够将第一实施方式～第三实施方式各自公开的结构在不发生矛盾的范围内适当组合。像这样，本发明包括在此没有记载的各种实施方式等，这是不言而喻的。因而，本发明的技术范围仅由基于上述的说明而言妥当的权利要求书所涉及的发明特定事项来决定。
115.附图标记说明
116.1：绝缘电路基板；2x：接合材料；3：半导体芯片；4a、4b：金属层；11：绝缘板；12：导电板；12a～12d：凹部；13：导电板；21a～21d：凸部；22a～22d：凹部；23a、23b：凸部；24a～24d：部分熔融部(合金层)；25a、25b：凹部。