半导体装置的制作方法

1.本发明涉及半导体装置。


背景技术：

2.功率半导体的普及在全世界得到推动，在开关电路、整流电路中使用的半导体装置中，开发了针对大电流化、高散热化、高可靠化这样的各种要求的安装技术。
3.作为功率半导体的安装技术，已知一种两面安装构造，在半导体元件的上下表面设置电极，在上表面、下表面都将至少1个电极与外部电极连接。作为在半导体元件的上表面以及下表面具有电极的例子，有mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、igbt(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极型晶体管)等。
4.mosfet在一方的面具有源电极以及栅电极，在另一方的面具有漏电极。
5.igbt在一方的面具有发射极电极以及栅电极，在另一方的面具有集电极电极。此外，在功率半导体的元件中，通常在某一方的面的外周部形成表面保护膜。在mosfet中，在源电极侧形成表面保护膜，在igbt中，在发射极电极侧形成表面保护膜。在igbt的情况下，如果具有二极管，则在p极或者n极的侧的某一方形成表面保护膜。
6.作为这样的两面安装构造的半导体装置的例子，在专利文献1中公开了一种半导体模块，具有：半导体芯片，在两个电极面分别具备电极；以及一对模块基板，分别配置于半导体芯片的各电极面，并在基板表面具备具有电极的表面布线层，其中，在模块基板的表面布线层的电极中形成有槽。另外，在专利文献1中公开了在模块基板的背面布线层中形成有格子状的槽的例子。在专利文献1中，还记载有对由构成模块基板的材料的热膨胀系数的差异所引起的热应力进行缓和的效果。
7.在专利文献2中公开了一种半导体装置，具备：一对金属电极，以使内表面相向的方式设置，具有散热性；半导体元件，以被两个金属电极夹着的方式设置，与两个金属电极的内表面电连接；以及陶瓷制的绝缘基板，设置于各金属电极的外表面，具有散热性，其中，一对金属电极中的至少一方的金属电极具有从外表面侧朝向所述内表面侧按照热膨胀系数从低到高的顺序层叠多个层而成的层叠构造。另外，在专利文献2中公开了在一对金属电极中的至少一方的金属电极中设置有狭缝的例子。在专利文献2中，还记载有利用狭缝来缓和在金属电极中发生的热应力的效果。
8.现有技术文献
9.专利文献1：日本特开2014-107506号公报
10.专利文献2：日本特开2007-173680号公报


技术实现要素：

11.pb由于熔点低且弹性低，所以以往作为半导体装置的接合材料，多使用以pb为主成分的焊料。但是，近年来由于对环境的关注，pb的使用限制变得严格，无pb材料的开发得
到发展。一般的无pb材料是例如sn-sb、sn-ag-cu等以sn为主成分的焊料、使用cu或ag的在高温下烧结的接合材料。
12.这些无pb材料的弹性比含pb焊料高，存在由于接合工序中的加热以及冷却而使半导体元件的应力增加的问题。
13.为了防止在半导体元件中发生裂纹等，重要的是降低应力。特别是在功率半导体中大量使用的两面安装构造中，为了流过大电流而需要使接合面积尽可能宽广，倾向于应力也易于增加。
14.在降低应力的情况下，为了使焊接时的半导体元件的热变形变少，研究与半导体元件接合的电极的形状。一般而言，通过减小与半导体元件接合的电极的面积，能够减小半导体元件的热变形。然而，半导体元件和电极的传热面积变小，产品使用时的热电阻提高，散热性能降低。因此，在降低接合工序中的半导体元件的应力的同时抑制热电阻的增加这成为课题。
15.在专利文献1记载的半导体模块中，如专利文献1的图4、图9所示，在与栅电极(30)接合的基板电极(52)中形成有厚度比其它部分薄的槽(55)，在背面布线层(70、71)中形成有格子状的槽(80)。然而，在与接合部的面积宽广的源电极(31)、漏电极(32)接合的基板电极(51、61)中未形成有槽(55、80)。因此，认为无法充分得到缓和热应力的效果。
16.在专利文献2记载的半导体装置中，如专利文献2的图7、图8所示，狭缝(16)未达到金属电极的端部，所以在无狭缝的端部接合有半导体元件的情况下，认为在该端部附近无法降低传到半导体元件的热应力。
17.本发明的目的在于，提供一种降低在半导体元件中发生的应力、并且抑制热电阻的增加且可靠性高的半导体装置。
18.本发明是一种半导体装置，具有：半导体芯片，在一方的面具有第1主电极，在另一方的面具有第2主电极以及栅电极；第1电极，经由第1接合材料而与半导体芯片的一方的面连接；以及第2电极，经由第2接合材料而与半导体芯片的另一方的面连接，其中，第1电极是板状的电极，在与半导体芯片重叠的区域中具有槽，槽具有在第1电极的厚度方向上贯通的结构，并且是在俯视观察时到达至第1电极的端部的形状。
19.根据本发明，能够提供降低在半导体元件中发生的应力、并且抑制热电阻的增加且可靠性高的半导体装置。
附图说明
20.图1是示出实施例1的半导体装置的示意纵剖面图。
21.图2是示出图1的半导体元件1a以及位于其上部以及下部的部件的放大纵剖面图。
22.图3是部分地示出图1的电子电路体100的俯视图。
23.图4是示出以往构造的半导体装置的部分纵剖面图。
24.图5是示出实施例1的半导体装置的部分纵剖面图。
25.图6是以几何学方式示出与图5所示的半导体装置相同的部分的纵剖面图。
26.图7是示出通过有限元素分析对在实施例1的半导体元件中产生的热应力进行推测得到的结果的一个例子的曲线图。
27.图8是示出通过有限元素分析对图6所示的半导体装置200的热电阻进行推测得到
的结果的一个例子的曲线图。
28.图9是部分地示出改变槽t的位置的半导体装置的纵剖面图。
29.图10是部分地示出比较例的电子电路体的俯视图。
30.图11是示出将图3所示的实施例和图10所示的比较例进行对比得到的热应力解析结果的曲线图。
31.图12是部分地示出实施例2的电子电路体的俯视图。
32.图13是图12的b-b’剖面图。
33.图14是示出实施例2的半导体元件的端部附近的纵剖面图。
34.图15是部分地示出实施例3的电子电路体的俯视图。
35.图16是示出基于图15的结构的效果的曲线图。
36.(符号说明)
37.1a：半导体元件；1b：电容器；1c：控制电路芯片；1d：上部电极；1p、1q：导电性接合材料；1f：导线；1g：下部电极；1h：树脂；1i：引线框；2：底座；2a：台座；3：引线；3a：引线头部；4a、4b：导电性接合材料；5：模制树脂(mold resin)；100：电子电路体；200：半导体装置；l：表面保护膜；t、t2：槽；s：源电极；c：栅电极；d：漏电极。
具体实施方式
38.本公开涉及半导体装置的构造，特别是涉及有效地适用于电力控制用的功率半导体的安装构造的技术。本技术对于具有两面安装构造的半导体装置特别有效。
39.以下，参照附图，详细说明本公开所涉及的半导体装置的实施例。此外，本公开的内容不被实施例所限定。
40.[实施例1]
[0041]
图1是示出实施例1的半导体装置的示意纵剖面图。
[0042]
本图所示的半导体装置200被用作车载用交流发电机(alternator)的整流元件。
[0043]
在本图中，半导体装置200具备电子电路体100、在上部具有台座2a的底座2、以及在下部具有引线头部3a的引线3。电子电路体100具有整流功能。电子电路体100所占的范围用虚线来表示。底座2以及引线3成为用于电子电路体100与外部的电路进行电连接的端子。位于台座2a以及底座2的上部的一部分、位于引线头部3a以及引线3的下部的一部分、以及电子电路体100被模制树脂5覆盖而被密封。
[0044]
电子电路体100具备半导体元件1a(半导体芯片)、电容器1b、以及控制电路芯片1c。另外，电子电路体100还具备下部电极1g、上部电极1d(源极模块)以及引线框1i。
[0045]
台座2a和电子电路体100的下部电极1g经由导电性接合材料4a连接。另外，引线头部3a和电子电路体100的上部电极1d经由导电性接合材料4b连接。此外，在本说明书中，下部电极1g还称为“第1电极”，上部电极1d还称为“第2电极”。
[0046]
在本实施例中，半导体元件1a是mosfet。mosfet具有漏电极d以及源电极s。在本图中，漏电极d设置于下表面部，源电极s设置于上表面部。即，半导体元件1a具有两面安装构造。将设置有漏电极d的一侧的面记载为半导体元件1a的“第1主面”，将设置有源电极s的一侧的面记载为半导体元件1a的“第2主面”。
[0047]
漏电极d经由导电性接合材料1p而连接到作为第1内部电极的下部电极1g的上表
面部。但是，在不使用导电性接合材料1p的情况下，也可以用超声波接合等来连接。
[0048]
源电极s经由导电性接合材料1q而连接到作为第2内部电极的上部电极1d的下表面部。但是，在不使用导电性接合材料1q的情况下，也可以用超声波接合等来连接。
[0049]
控制电路芯片1c经由导电性接合材料而连接到作为支撑体的引线框1i的上表面部。
[0050]
另外，对控制电路芯片1c供给电源的电容器1b也经由导电性接合材料而连接到引线框1i的上表面部。电容器1b能够使用例如陶瓷电容器。
[0051]
下部电极1g的下表面部未被模制树脂5覆盖而从电子电路体100的下表面部露出。下部电极1g的下表面部经由导电性接合材料4a而连接到台座2a。
[0052]
上部电极1d的上表面部从电子电路体100的上表面部露出。上部电极1d的上表面部经由导电性接合材料4b而连接到引线头部3a。
[0053]
导电性接合材料1p、1q、4a、4b等材料是一般使用的焊料、包含au、ag或cu的合金或者导电性粘接材料等。此外，作为焊料，使用一般的高铅焊料、共晶焊料、无铅焊料等。另外，作为导电性粘接材料，使用在树脂中混合有ag、cu、ni等金属填料而成的材料、或者仅由金属构成的材料。此外，导电性接合材料1p、1q、4a、4b等材料既可以是相同的材料，或者也可以是不同的材料。另外，导电性接合材料1p、1q在半导体元件1a的上下既可以是相同的材料，或者也可以是不同的材料。另外，导电性接合材料4a、4b的材料在电子电路体100的上下既可以是相同的材料，或者也可以是不同的材料。
[0054]
作为底座2及引线3和电子电路体100的内部的下部电极1g、上部电极1d以及引线框1i的材料，主要使用热传导率高且导电性优良的cu，但也可以是cumo、42合金、al、au、ag等。此时，在与导电性接合材料的连接部分中，为了使连接稳定性提高，优选为实施au、pd、ag、ni等的镀敷。
[0055]
控制电路芯片1c经由导线1f而与半导体元件1a电连接。例如，在半导体元件1a是功率mosfet的情况下，用导线1f来连接形成于半导体元件1a的栅电极和控制电路芯片1c，控制电路芯片1c控制功率mosfet的栅极电压。由此，能够在具有开关功能的半导体元件1a中流过大电流。
[0056]
另外，电容器1b通过引线框1i以及导线1f而与半导体元件1a以及控制电路芯片1c电连接。该电容器1b具有对控制电路芯片1c的驱动供给必要的电力的功能。
[0057]
半导体元件1a具有对大电流进行开关的功能。作为这样的半导体元件1a的例子的开关电路芯片，有igbt、gto(gate turn-off thyristor：门极可关断晶闸管)以及功率mosfet。另外，半导体元件1a是进行大电流的导通/截止控制的晶闸管等，也可以由si、sic、sin、gaas等构成。
[0058]
另外，控制电路芯片1c是控制对大电流进行开关的半导体元件1a的半导体元件。控制电路芯片1c自身是不包括对大电流进行开关的半导体元件的半导体元件。即，在控制电路芯片1c中包括多个例如逻辑电路、模拟电路、驱动电路等，是根据需要而形成有微处理器等的半导体元件。另外，也可以还具有对在半导体元件1a中流过的大电流进行控制的功能。
[0059]
另外，半导体元件1a、控制电路芯片1c、电容器1b、下部电极1g、上部电极1d以及导电性接合材料1p、1q整体被树脂1h覆盖而被密封。它们构成电子电路体100。
[0060]
此外，下部电极1g的下表面部以及上部电极1d的上表面部未被电子电路体100的树脂1h覆盖，而是露出到电子电路体100的外部。
[0061]
因此，电子电路体100的上部电极1d的上表面部能够经由导电性接合材料4b而与引线头部3a电连接。另外，电子电路体100的下部电极1g的下表面部能够经由导电性接合材料4a而与台座2a电连接。
[0062]
如以上那样，电子电路体100被树脂1h密封而被一体地构成。下部电极1g的露出的部分通过导电性接合材料4a而与底座2的台座2a电连接。上部电极1d的露出的部分通过导电性接合材料4b而与引线3的引线头部3a电连接。并且，通过用模制树脂5来覆盖电子电路体100的整体以及底座2和引线3的一部分，从而构成半导体装置200。
[0063]
另外，在制造时，通过使电子电路体100的上下反转，能够切换半导体装置200的p、n极性。
[0064]
如本图所示，优选为使得与半导体元件1a的源电极s连接的上部电极1d比下部电极1g厚。在此，使得厚是指在从台座2a朝向引线头部3a的方向上变长。
[0065]
通过这样使上部电极1d变厚，上部电极1d的热容量变大，所以能够使上部电极1d侧吸收与在源电极s中流过电流时的损失相伴的发热。由此，能够抑制半导体元件1a的温度上升。
[0066]
另外，通过使上部电极1d变厚，能够使上部电极1d高于电容器1b的高度，能够将上部电极1d作为电子电路体100的端子而连接到引线头部3a。
[0067]
图2是示出图1的半导体元件1a和位于其上部及下部的部件的放大纵剖面图。
[0068]
如图2所示，半导体元件1a(半导体芯片)在下部电极1g侧的面(一方的面)具有漏电极d(第1主电极)，在上部电极1d侧的面(另一方的面)具有栅电极c(未图示，参照图3)以及源电极s(第2主电极)。另外，半导体元件1a在栅电极c侧的面的外周部具有表面保护膜l(保护环)。
[0069]
下部电极1g是板状的电极。
[0070]
半导体元件1a的源电极s侧的面经由导电性接合材料1q而连接到上部电极1d的下表面部。另外，漏电极d侧的面经由导电性接合材料1p而连接到下部电极1g的上表面部。此外，导电性接合材料1p、1q还被简称为“接合材料”。另外，也可以将导电性接合材料1p称为“第1接合材料”，将导电性接合材料1q称为“第2接合材料”，从而进行区分。
[0071]
上部电极1d的长度比半导体元件1a短。上部电极1d的端部以及上部电极1d和半导体元件1a的连接部的端部都处于半导体元件1a的内侧。另外，与半导体元件1a连接的下部电极1g的端部相比于半导体元件1a的端部而处于外侧。另外，在下部电极1g中设置有槽t。槽t具有在下部电极1g的厚度方向上贯通的结构。下部电极1g的槽t的至少一部分与半导体元件1a重叠。槽t能够通过冲压加工、蚀刻来形成。
[0072]
概括而言，下部电极1g是板状的电极，在与半导体元件1a重叠的区域中具有槽t。
[0073]
图3是部分地示出图1的电子电路体100的俯视图。图3中的a-a’剖面与图2对应。
[0074]
如图3所示，半导体元件1a(半导体芯片)在上部电极1d侧的面(另一方的面)具有栅电极c。
[0075]
槽t沿着下部电极1g的长度方向而设置4根，是到达至下部电极1g的端部的形状。换言之，槽t具有在第1电极的厚度方向上贯通的结构，并且是在俯视观察时到达至第1电极
的端部的形状。
[0076]
设置于下部电极1g的槽t到达至下部电极1g的外周线g(在图中用虚线来强调)。在槽t到达至下部电极1g的端部时，如后所述能够抑制由热应力引起的半导体元件1a的变形。
[0077]
接着，说明作为半导体装置200的部件的电子电路体100的制作方法。
[0078]
首先，依次层叠下部电极1g、导电性接合材料、半导体元件1a、导电性接合材料以及上部电极1d。对其进行加热而使导电性接合材料熔融，形成导电性接合材料1p、1q的层。之后，冷却至常温。
[0079]
在冷却工序中，上部电极1d、下部电极1g以及半导体元件1a均发生热形变。在上部电极1d以及下部电极1g是cu、半导体元件1a是si的情况下，各自的热膨胀系数是16.8
×
10-6
[k-1
]、2.4
×
10-6
[k-1
]，所以上部电极1d以及下部电极1g相比于半导体元件1a而收缩。由此，上部电极1d、下部电极1g以及半导体元件1a产生弯曲变形，在各部件中发生热应力。
[0080]
图4是示出以往构造的半导体装置的部分纵剖面图。
[0081]
在本图中，放大示出与图2的区域y对应的部分。
[0082]
如图4所示，在以往构造中，下部电极1g的长度比半导体元件1a长。并且，上部电极1d的长度比半导体元件1a短。因此，设置于下部电极1g与半导体元件1a之间的导电性接合材料1p的长度比设置于上部电极1d与半导体元件1a之间的导电性接合材料1q长。
[0083]
下部电极1g以及上部电极1d在冷却时相比于半导体元件1a而收缩，所以关于半导体元件1a受到的力，来自导电性接合材料1p的力大于来自导电性接合材料1q的力。因此，冷却后的半导体元件1a的形状变得向上凸。
[0084]
在本图所示的点p1中，由于半导体元件1a的弯曲变形而产生箭头tb的拉伸应力，并且从导电性接合材料1p还同时产生箭头tj的拉伸应力，所以应力集中到点p1。在导电性接合材料1p、1q中使用无铅焊料、烧结材料等刚性高的接合材料的情况下，点p1的应力进一步变大，半导体元件1a产生裂纹的风险变高。
[0085]
图5是示出本实施例的半导体装置的部分纵剖面图。
[0086]
在本图中，也放大示出与图2的区域y对应的部分。
[0087]
在图5中，在下部电极1g中设置有槽t。槽t在下部电极1g的厚度方向上贯通。通过槽t，分别产生半导体元件1a的区域d1、d2中的应力。因此，应力相比于以往构造而变小。由此，能够大幅降低点p1的应力。
[0088]
此外，在槽t未贯通的情况下，下部电极1g的连续的部分的影响会残留，所以无法充分得到在区域d1、d2中产生的应力的降低效果。
[0089]
另外，槽t的宽度u优选为比导电性接合材料1p的厚度宽。如果槽t的宽度u窄，则在制造时导电性接合材料1p会湿润扩散，从而槽t被导电性接合材料1p填埋，成为在区域d1、d2之间接合有下部电极1g的状态，所以应力经由其接合部位传递。在成为这样的结构的情况下，有损应力降低效果，所以不优选。
[0090]
通过将槽t设置于下部电极1g，即使在导电性接合材料1p中使用无铅焊料、烧结材料等刚性高的无铅接合材料的情况下，也能够制造具有高的可靠性的半导体装置。
[0091]
而且，通过研究槽t的位置，例如与上部电极1d的端部在铅直方向上对齐，从而能够确保半导体元件1a的散热路径，能够抑制热电阻的增加。换言之，槽t优选为设置于与上部电极1d重叠的位置。在该情况下，优选为槽t和半导体元件1a重叠，而且在其上方重叠上
部电极1d。
[0092]
接下来，使用图6～图8，定量地说明热应力的降低效果以及热电阻的变化。
[0093]
图6是以几何学方式示出与图5所示的半导体装置相同的部分的纵剖面图。
[0094]
在图6中，示出了在研究所制造的半导体元件1a中产生的热应力以及热电阻时使用的坐标以及参数的定义。
[0095]
在本图中，将与半导体元件1a的上表面平行且与槽t的长度方向正交的方向设为x轴。将从上部电极1d中的与半导体元件1a的连接面的端部e-e’(在图中是上部电极1d的右端)至半导体元件1a的端部为止的距离设为w。另外，将从端部e-e’至槽t的中心线f-f’(槽t的宽度方向的宽度的对称轴)为止的距离设为j。为了研究使槽t的位置变化的情况，将j设为参数。此外，在槽t的中心线f-f’相比于上部电极1d的端部e-e’而处于半导体元件1a的中心侧(在图中是左方)的情况下，j取负的值。在此，把将j除以w而进行了标准化的参数定义为x。
[0096]
在本图所示的例子中，x＝－0.4。
[0097]
图7是示出通过有限元素分析来推测在半导体元件1a中产生的热应力的结果的一个例子的曲线图。横轴表示x，纵轴表示进行了标准化的应力σ。
[0098]
将上部电极1d以及下部电极1g的材质设为cu，将半导体元件1a的材质设为si。将导电性接合材料1p的材质设为作为一般的无铅接合材料的以sn为主成分的焊料。使x在－2至2的范围中变化。另外，纵轴的σ是将在图6的半导体元件1a的点p1(应力集中部位)处产生的热应力作为分子、并将在图4所示的以往构造中对导电性接合材料1p使用软铅焊料的情况下在点p1处产生的应力作为分母而进行了标准化的值。因此，在图中，用符号pb来表示σ＝1。此外，以sn为主成分的焊料是在包含于焊料的金属元素之中sn的含有量比其它金属元素的各含有量多的焊料。
[0099]
如图7所示，应力在x为－0.4时变最小，随着x远离－0.4而变大。另外，在x为0.3以及－1.2时，应力上升至与以往构造的应力同等。
[0100]
概括而言，在将从第2电极中的与半导体芯片的连接面的端部至半导体芯片的端部为止的距离设为w、将从第2电极中的与半导体芯片的连接面的端部至槽t的中心线为止的距离设为j、并将j/w定义为x时，槽t的中心线的位置满足下述式(1)。
[0101]
－1.2《x《0.3
ꢀꢀꢀꢀ…
(1)
[0102]
图8是示出通过有限元素分析来推测热电阻的结果的一个例子的曲线图。横轴表示x，纵轴表示进行了标准化的热电阻θ。x在－2至1的范围中变化。另外，纵轴的θ是将具有图4所示的以往构造的电子电路体100的半导体装置200的热电阻作为分母而对图6所示的半导体装置200的热电阻进行标准化得到的值。因此，在图中，用符号cs来表示θ＝1。在此，利用根据半导体元件1a工作而发生预定的发热量的稳定状态下的半导体装置200的温度分布来计算出的热量的从初始状态起的增量，定义热电阻。其原因为，认为该增量越大则向外部的散热越小。
[0103]
根据图8可知，x越大、即槽t的位置越接近下部电极1g的端部，则热电阻越大。因此，在本图所示的x的范围中，槽t的位置处于下部电极1g的内侧时热电阻被抑制得低，所以是优选的。
[0104]
如果考虑图7所示的热应力以及图8所示的热电阻，则可知在x为－0.4时，热应力
最小并且热电阻也被抑制得低。
[0105]
通过如图6那样将槽t设置到x＝－0.4的位置，能够抑制点p1处的应力的集中，使变形量成为最小。而且，在槽t的正上方设置有上部电极1d，所以能够确保从半导体元件1a朝向上方的散热路径，能够抑制来自半导体元件1a的热电阻。
[0106]
在本实施例中，作为导电性接合材料1p，使用以sn为主成分的焊料。以sn为主成分的焊料相比于以pb为主成分的焊料，弹性模量高且热传导率高，所以在应用于如图4的以往构造的情况下，认为在半导体元件1a中产生的应力增大，热电阻降低。在此，虽然成为问题的是应力，但通过如本实施例那样设置槽t，能够将在半导体元件1a中产生的应力抑制至与使用以pb为主成分的焊料的以往构造同等以下。在本实施例中，通过设置槽t而使热电阻增加，但由于使用以sn为主成分的焊料，所以还能够抑制热电阻。即使在使用cu、ag的烧结金属等其它无pb接合材料的情况下，在相比于pb而弹性模量高且热传导率高时，预想为在定性方面可得到同样的倾向。
[0107]
此外，本实施例的效果不限定于x＝－0.4。
[0108]
图9是部分地示出改变槽t的位置的半导体装置的纵剖面图。
[0109]
在本图中，以使槽t的中心线f-f’位于端部e-e’的外侧的方式配置有槽t。即，是设为x＝0.25的例子。在这个例子的情况下，也可以说槽t设置于与第2电极重叠的位置。
[0110]
在本图中，在槽t的正上方，上部电极1d重叠的区域只有一点点，所以从半导体元件1a朝向上方的散热路径相比于图6所示的x＝－0.4而变小，但如图8所示，热电阻的增加量小。
[0111]
从图7可知，即使如图9的例子那样设为x＝0.25，也能够成为与以往构造的情况同等的应力。因此，即便在由于电子电路体100的限制而无法实现x＝－0.4的情况下，也能够得到应力降低效果。
[0112]
接下来，说明槽t到达至下部电极1g的端部的必要性。
[0113]
图10是部分地示出比较例的电子电路体的俯视图。
[0114]
在本图中，槽t未到达至下部电极1g的外周线g。槽t以外的结构与图3相同。下部电极1g在外周部区域h(在图中是与下部电极1g的端部相接的虚线所示的长方形)中相连。因此，在外周部区域h的两侧产生的应力不被阻断地传递，无法得到降低施加到半导体元件1a的应力的效果。因此，半导体元件1a的热变形易于变大。
[0115]
图11是示出将图3所示的实施例和图10所示的比较例进行对比得到的热应力解析结果的曲线图。实施例以及比较例均示出使用作为无铅接合材料的以sn为主成分的焊料的情况。纵轴表示与图7同样地进行了标准化的应力σ。此外，作为对应力进行标准化时的分母，使用在导电性接合材料1p中使用铅焊料的情况下的应力。
[0116]
如图11所示，相对于实施例ex的1.22，比较例cm高达1.48。根据这个结果可知，槽t优选为到达至下部电极1g的端部。
[0117]
[实施例2]
[0118]
接下来，使用图12～14，说明实施例2所涉及的半导体装置。
[0119]
图12是部分地示出本实施例的电子电路体的俯视图。
[0120]
在本图中，构成为使下部电极1g的宽度变小且其端部te位于半导体元件1a的内侧。在下部电极1g中设置有槽t。
[0121]
图13是图12的b-b’剖面图。
[0122]
在图13中，下部电极1g的端部位于半导体元件1a的内侧。
[0123]
图14是示出本实施例的半导体元件的端部附近的纵剖面图。
[0124]
如本图所示，下部电极1g在位于半导体元件1a的端部的区域d2中未接合。因此，例如在回流工序、流动工序的冷却过程中下部电极1g进行了热收缩的情况下，在半导体元件1a的端部，不会受到来自下部电极1g的应力。由此，能够降低点p1的应力。
[0125]
此外，在设置有槽t的结构中，也能够应用使下部电极1g的端部相比于半导体元件1a的端部而位于内侧的结构。另外，相比于在下部电极1g中仅设置有槽t的结构，能够进一步减小点p1的应力。
[0126]
[实施例3]
[0127]
图15是部分地示出实施例3的电子电路体的俯视图。
[0128]
在本图中，设置有沿着下部电极1g的长度方向而到达端部的槽t，并且在所设置的4个槽t之中的2个中设置有槽t2。槽t2是沿着下部电极1g的宽度方向而设置的。另外，以在槽t的途中与槽t连通的方式设置有槽t2。换言之，槽t具有分支的槽t2。
[0129]
本实施例的结构是对图3所示的实施例1的结构追加槽t2得到的结构。
[0130]
通过设为这样的结构，能够同时抑制下部电极1g的长度方向以及宽度方向上的半导体元件1a的热变形，能够进一步降低在半导体元件1a中产生的应力。
[0131]
图16是示出通过图15的结构获得的效果的曲线图。条件与图11相同。
[0132]
如图16所示，本实施例(ex3)的热应力σ是1.17，相比于实施例1(ex1)而变低。因此，如果对槽t追加槽t2，则可得到进一步降低热应力的效果。
[0133]
以下，总体地说明通过本公开的半导体装置得到的效果。
[0134]
根据本公开的半导体装置，能够降低在半导体元件中发生的应力，并且抑制热电阻的增加，提高可靠性。
[0135]
由于能够降低应力，所以能够防止半导体元件的破损。
[0136]
由于能够抑制热电阻的增加，所以能够防止半导体元件的故障。
[0137]
另外，不仅是单面安装构造，而且在具有两面安装构造的半导体装置中也能够抑制温度上升，即使增加使用时的电流也能够防止发生故障。