(57)【要約】【課題】低コストで高温耐久性に優れた接合を可能にし、接合部の酸化阻止による接合強度の確保や、半導体チップの上下電極間における沿面絶縁距離の維持を実現する半導体装置の製造装置を提供する。【解決手段】半導体チップ２と配線金属３との間にインサート材４を介在させると共に、酸化皮膜を破壊する凹凸５をインサート材に設け、半導体チップ２と配線金属３とを直接接合して成る半導体装置１を製造する装置であって、半導体チップ２及び配線金属３を加圧及び加熱する加圧手段１１及び加熱手段１２を備えると共に、加圧手段１１が、加圧体１３と、半導体チップ２の外側へ排出された排出物Ｂを押圧する押圧部１４と、半導体チップ２と押圧部１４の側部との隙間Ｓに排出物Ｂが進入するのを抑制する排出物抑制手段１５，１６とを備えている。【選択図】図１
2015119117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの接合面と、配線金属の少なくとも接合面との間に、各接合面の金属と共晶反応を生じる金属を含むインサート材を介在させると共に、接合面の酸化皮膜を破壊するための凹凸を接合面及びインサート材表面の少なくとも一部に設け、接合界面の少なくとも一部において半導体チップと配線金属とを直接接合して成る半導体装置を製造するための製造装置であって、
半導体チップ及び配線金属を相対的に加圧する加圧手段と、
半導体チップ及び配線金属を加熱する加熱手段とを備えると共に、
加圧手段が、
半導体チップ又は配線金属の主面に接触する加圧体と、
半導体チップと配線金属との接合界面から半導体チップの外側へ排出された共晶反応溶融物及び酸化皮膜から成る排出物を所定の厚さに押圧する押圧部と、
半導体チップの外周部とこれに相対向する押圧部の側部との隙間に排出物が進入するのを抑制する排出物抑制手段とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項２】
半導体チップが、接合面にアルミニウム系金属を備えると共に、配線金属が、少なくとも接合面にアルミニウム系金属を備え、インサート材が、Ｚｎを主成分とする金属であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
加圧手段において、加圧体に押圧部が一体化してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
排出物抑制手段が、加圧体を経て上導体チップの外周部と押圧部の側部との隙間に連通するガス供給路と、加圧体の外部からガス供給路に排出物加圧用のガスを供給するガス供給源を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項５】
排出物抑制手段が、少なくとも押圧部の側部に形成され且つ排出物に対する濡れ性を低くした表面処理部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項６】
表面処理部が、粗面化処理により形成されていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項７】
排出物抑制手段が、押圧部の側部に形成され且つ押圧部の表面に対して９０度未満の角度を成す傾斜面であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項８】
排出物抑制手段が、押圧部の外周側に形成された面取り状の傾斜面であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項９】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の製造装置を用いて製造された半導体装置であって、半導体チップと配線金属を備え、半導体チップ及び配線金属が、双方の接合界面の少なくとも一部において直接接合され、この直接接合部の周囲において、共晶反応溶融物及び酸化皮膜から成る排出物が所定の厚さに押圧された状態で存在していることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップと配線金属とを接合して成る半導体装置の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置、特に、大電流密度の所謂ハイパワーモジュールと称する半導体装置においては、高温環境下でも使用可能であることが要求されている。そのため、半導体装置の実装構造においては、高温に保持されたり、高温熱サイクルを受けたりした場合の高温耐久性に優れた接合部が強く望まれている。また、環境保全の観点からすると、Ｐｂ（鉛）フリーの接合技術が必須となっている。
【０００３】
このような半導体装置の実装のための接合には、現状では、Ｓｎ（錫）−Ａｇ（銀）−Ｃｕ（銅）系のはんだが広く使われているが、使用温度がはんだの融点（例えば２００℃程度）以下に制限される。また、例えば、電極がＣｕである接合部においては、界面にＣｕ−Ｓｎ系の脆い金属間化合物層が生成し、高温耐久性に乏しいものとなる。そのため、接合部の高温耐久性を確保するために、いろいろな試みがなされている。
【０００４】
例えば、金属ナノ粒子の活性な表面エネルギーを利用して、低温にて凝集、接合する低温接合工法が提案されている（特許文献１参照）。この接合工法を用いれば、凝集した後の接合界面はバルク金属となるため、高い、高温耐久性を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１２８３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の低温接合工法では、金属ナノ粒子として、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）といった貴金属を用い、このような金属ナノ粒子の表面に有機物を修飾したような構造をとるため、非常に高コストなものとなり、実際に適用するには現実的ではない。また、粒子が凝集した構造となり、しかも有機物が接合プロセス時にガス化して、残存することから接合部にはボイドが存在するため、継手強度のバラツキの大きいものとなるという問題がある。
【０００７】
なお、高温はんだとしてはこの他に、Ａｕ系の組成を有するものとして、Ａｕ−Ｇｅ（ゲルマニウム）系はんだや、Ａｕ−Ｓｎ系はんだがあるが、これらも、貴金属であるＡｕを用いているため、非常に高コストなものとなり、上記同様、現実的ではない。
【０００８】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、低コストで高温耐久性に優れた接合を可能にすると共に、その接合の際に、接合部の酸化を阻止して充分な接合強度を確保しつつ、半導体チップの上下にある電極間の沿面絶縁距離を適切に維持することができる半導体装置の製造装置を提供することにある。また、上記の製造装置を用いて製造した高温耐久性に優れた半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる半導体装置の製造装置は、半導体チップの接合面と、配線金属の少なくとも接合面との間に、各接合面の金属と共晶反応を生じる金属を含むインサート材を介在させると共に、上記接合面の酸化皮膜を破壊するための凹凸を上記接合面及びインサート材表面の少なくとも一部に設け、接合界面の少なくとも一部において半導体チップと配線金属とを直接接合して成る半導体装置を製造するものである。
【００１０】
そして、半導体装置の製造装置は、半導体チップ及び配線金属を相対的に加圧する加圧手段と、半導体チップ及び配線金属を加熱する加熱手段とを備えている。また、半導体装置の製造装置は、加圧手段が、半導体チップ又は配線金属の主面に接触する加圧体と、半導体チップと配線金属との接合界面から半導体チップの外側へ排出された共晶反応溶融物及び酸化皮膜から成る排出物を所定の厚さに押圧する押圧部と、半導体チップの外周部とこれに相対向する押圧部の側部との隙間に排出物が進入するのを抑制する排出物抑制手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係わる半導体装置は、上記製造装置を用いて製造したものであって、半導体チップと配線金属を備え、半導体チップ及び配線金属が、双方の接合界面の少なくとも一部において直接接合され、この直接接合部の周囲において、共晶反応溶融物及び酸化皮膜から成る排出物が所定の厚さに押圧された状態で存在していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造装置では、加圧手段の加圧体及び加熱手段により、インサート材を介して半導体チップ及び配線金属を相対的に加圧しながら加熱する。これにより、配線金属の接合面やインサート材表面に設けた凹凸によって接合面の酸化皮膜を破壊すると共に、接合面とインサート材との間に共晶反応を生じさせ、低温、低加圧で酸化皮膜を除去して、半導体チップと配線金属とを強固に接合する。ここで、半導体チップや配線金属の接合面には、アルミニウム系金属を採用することができると共に、インサート材には、アルミニウム系金属と共晶反応を生じるものとして、Ｚｕ（亜鉛）を主成分とする金属を採用することができる。
【００１３】
また、上記の製造装置では、半導体チップと配線金属との接合界面に生じた共晶反応溶融物を上記酸化皮膜と共に排出物として半導体チップの外側へ排出すると共に、加圧手段の押圧部により、排出物を所定の厚さに押圧する。よって、インサート材は、上記の接合界面に生じた共晶反応溶融物及び酸化皮膜を排出物として半導体チップの外側へ排出し得る大きさ（体積）であり、このような大きさにすることで接合部が大気に接触してないようにする。
【００１４】
このとき、上記の製造装置では、押圧部による排出物の押圧に加えて、排出物抑制手段により、半導体チップの外周部とこれに相対向する押圧部の側部との隙間に排出物の一部が進入するのを抑制して、半導体チップの外側の排出物を平坦なものにし、これにより、半導体チップの上下にある電極間の沿面絶縁距離が上記排出物によって短くなるのを防止する。
【００１５】
このようにして、半導体装置の製造装置によれば、貴金属やＰｂを用いることなく、低コストで高温耐久性に優れた接合を可能にすると共に、その接合の際に、接合部の酸化を阻止して充分な接合強度を確保しつつ、半導体チップの上下にある電極間の沿面絶縁距離を適切に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係わる半導体装置の製造装置の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線に基づく半導体装置接合前の製造装置の断面図である。
【図３】図２に続いて加圧体が半導体チップに当接した状態を示す断面図である。
【図４】図３に続いて押圧部が排出物を押圧している状態を示す断面図（Ａ）及び要部の拡大断面図（Ｂ）である。
【図５】半導体装置の製造における接合面温度及び圧力の変化を示すグラフである。
【図６】製造後の半導体装置を説明する断面図である。
【図７】半導体装置の製造装置の第２実施形態を示す要部の断面図である。
【図８】半導体装置の製造装置の第３実施形態を示す要部の断面図である
【図９】半導体装置の製造装置の第４実施形態を示す要部の断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〈第１実施形態〉
図１及び図２に示す半導体装置の製造装置は、以下に述べる構造を備えた半導体装置１を製造するものである。半導体装置１は、半導体チップ２の接合面と、配線金属３の少なくとも接合面との間に、各接合面の金属と共晶反応を生じる金属を含むインサート材４を介在させている。さらに、半導体装置１は、上記接合面の酸化皮膜を破壊するための微細な凹凸５を上記接合面及びインサート材４の表面の少なくとも一部に設け、接合界面の少なくとも一部において半導体チップ２と配線金属３とを直接接合した構造である。
【００１８】
図示例の半導体チップ２は、平面視で正方形状を成し、基板２Ａの上下に上側電極２Ｂ及び下側電極２Ｃを夫々設けた三層構造である。この実施形態の半導体チップ２は、少なくとも下側電極２Ｃがアルミニウム系金属から成り、この下側電極２Ｃの下面が配線金属３との接合面である。
【００１９】
配線金属３は、平面視で半導体チップ１よりも充分に大きい正方形状を成すと共に、アルミニウム系合金から成るものであって、その上面に凹凸５が形成してあり、凹凸５の表面が半導体チップ２との接合面である。この凹凸５は、応力を集中させて酸化皮膜の破壊を促進させる機能さえあれば、その形状や数に制限はなく、例えば、断面三角形状や断面台形状の突条を並列に配置したものや、四角錐状の突部を縦横に配列したものを採用することができる。
【００２０】
上記した半導体チップ２の下側電極２Ｃや配線金属３の素材であるアルミニウム系金属としては、純アルミニウム材（工業用純アルミニウム）やＡｌを主成分として８０％以上含有する合金材を用いることができる。これらアルミニウム系金属から成る下側電極２Ｃや配線金属３の表面には、Ａｌ２Ｏ３を主成分とする強固な酸化皮膜が生成している。
【００２１】
インサート材４は、Ａｌと共晶反応を生じる金属を含むものであって、具体的には、Ｚｎ（亜鉛）を主成分とする金属（純亜鉛、亜鉛合金）や、Ｚｎと共晶反応を生じる金属とＺｎとの合金、例えばＺｎとＡｌを主成分とする合金、ＺｎとＭｇ（マグネシウム）を主成分とする合金、ＺｎとＣｕ（銅）を主成分とする合金、ＺｎとＳｎ（錫）を主成分とする合金、ＺｎとＡｇ（銀）を主成分とする合金、ＺｎとＭｇとＡｌを主成分とする合金、ＺｎとＣｕ（銅）とＡｌを主成分とする合金、ＺｎとＳｎ（錫）とＡｌを主成分とする合金、ＺｎとＡｇ（銀）とＡｌを主成分とする合金の薄板や箔を用いることができる。なお、本発明において、「主成分」とは、上記金属の含有量の合計が８０％以上であることを意味するものとする。
【００２２】
また、インサート材４は、半導体チップ２と配線金属３との接合界面に生じた共晶反応溶融物及び酸化皮膜を排出物（Ｂ）として半導体チップ１の外側へ排出し得る大きさ（体積）を有する板状の部材である。図示例のインサート材４は、半導体チップ２と配線金属３との接合部を大気に接触させないように、平面視で半導体チップ１よりもやや大きい正方形状である。
【００２３】
上記の半導体装置１を製造するための製造装置は、上記半導体チップ２及び配線金属３を相対的に加圧する加圧手段１１と、上記半導体チップ２及び配線金属３を加熱する加熱手段１２を備えている。
【００２４】
加圧手段１１は、半導体チップ２の上面側に相対向する加圧体１３や、加圧体１３を昇降させる昇降駆動機構（図示せず）などで構成されている。他方、加熱手段１２は、半導体装置１を載置する基盤に周知の加熱源を内蔵したものである。これにより、先の加圧手段１１は、加熱手段１２との間で半導体チップ２及び配線金属３を相対的に加圧することとなる。
【００２５】
そして、製造装置は、加圧手段１１が、上記の加圧体１３と、加圧体１３の外周側に配置した押圧部１４と、排出物抑制手段（１５，１６）を備えている。加圧体１３は、半導体チップ１又は配線金属３の主面に接触するもので、図示例では半導体チップ１の主面である上面に接触してこれを加圧する。押圧部１４は、半導体チップ２と配線金属３との接合界面から半導体チップ１の外側へ排出された共晶反応溶融物及び酸化皮膜から成る排出物（Ｂ）を所定の厚さに押圧するもので、図示例では加圧体１３に一体化されている。この押圧部１４は、加圧体１３の下面（半導体チップ２への接触面）よりも下方に突出しており、加圧体１３の下面との間に側部としての段差面１４Ａを有している。
【００２６】
排出物抑制手段は、半導体チップ２の外周部とこれに相対向する押圧部１４の側部（以下、「段差面１４Ａ」とする）との隙間（Ｓ）に排出物（Ｂ）が進入するのを抑制するものである。この実施形態の排出物抑制手段１５は、加圧体１３の内部を経て上導体チップ２の外周部と押圧部１４の段差面１４Ａとの隙間（Ｓ）に連通するガス供給路１５と、加圧体１３の外部からガス供給路１５に排出物加圧用のガスを供給するガス供給源１６を備えている。なお、排出物加圧用のガスは、とくに限定されないが、半導体チップ２の各構成部材を酸化させないものが好ましく、例えば、窒素ガス等の不活性ガスである。
【００２７】
上記構成を備えた半導体装置１の製造装置は、半導体チップ２を配線金属３に接合するに際し、図２に示すように、半導体チップ２の接合面と、配線金属３の少なくとも接合面との間に、インサート材４を介在させる。
【００２８】
次に、上記の製造装置は、加圧手段１１の加圧体１３を下降させて、図３に示すように、半導体チップ２及び配線金属３の加圧を開始し、その後、図５（１）に示すように一定の加圧力を所定時間保持する。また、製造装置は、加熱手段１２により半導体チップ２及び配線金属３を加熱し、図５（２）に示すように、一定の温度を所定時間保持する。このとき、半導体装置１は、アルミニウム系金属から成る半導体チップ（下側電極２Ｃ）２及び配線金属３の表面に形成されている酸化皮膜が凹凸５により破壊されて、アルミニウム系金属とインサート材４とが接触し、半導体チップ２と配線金属３との接合界面に、Ａｌとインサート材４に含まれる金属との共晶反応が生じることとなる。
【００２９】
すなわち、上記の半導体装置１では、製造過程において、凹凸５の先端に応力が集中するため、比較的低い加圧力によって、チップへのダメージを与えることなく酸化皮膜を破壊することができる。そして、この破壊部分を介してアルミニウム系金属とインサート材４とが接触し、この接触部を起点として生じた共晶反応が接合面全体に拡大することによって、接合面の酸化皮膜が低温度（共晶温度）で除去されるので、アルミニウム系金属同士のダイレクトな接合が可能となる。
【００３０】
また、上記の半導体装置１及び製造装置は、図４に示すように、共晶反応溶融物を酸化皮膜と共に排出物Ｂとして半導体チップ２の外側に排出し、接合界面の少なくとも一部において半導体チップ２と配線金属３のアルミニウム系金属同士を直接接合する。
【００３１】
このとき、上記の製造装置では、加圧体１３が下降限に達するのに伴って、半導体チップ２の外側に排出された排出物Ｂを押圧部１４により所定の厚さに押圧すると共に、排出物抑制手段において、ガス供給源１６からガス供給路１５に排出物加圧用のガスを供給する。このガスは、図４（Ｂ）に示すように、ガス供給路１５から半導体チップ２の外周部と押圧部１４の段差面１４Ａとの間の隙間Ｓに供給され、この際、隙間Ｓの下端部が排出物Ｂにより塞がれているので、隙間Ｓ内に閉じ込められた状態になる。これにより、排出物抑制手段は、供給したガスの圧力を保持し、その圧力によって排出物Ｂの一部が上記隙間Ｓに進入するのを抑制する。その後、製造装置は、図５（３）に示すように、加圧手段１１による加圧及び加熱手段１２による加熱を終了し、ガスの供給も終了する。
【００３２】
上記のように製造された半導体装置１は、図６に示すように、半導体チップ２と配線金属３を備え、半導体チップ２及び配線金属３が、双方の接合界面の少なくとも一部において直接接合され、この直接接合部の周囲において、共晶反応溶融物及び酸化皮膜から成る排出物Ｂが所定の厚さに押圧された状態で存在している構造となる。
【００３３】
本発明の半導体装置１の製造装置では、インサート材４を介して半導体チップ２及び配線金属３を相対的に加圧しながら加熱することで、凹凸５による酸化皮膜の破壊と、接合面及びインサート材４の間の共晶反応とを生じさせ、低温、低加圧で半導体チップ２と配線金属３とを強固に接合する。この際、上記の製造装置では、半導体チップ２や配線金属３の接合面には、アルミニウム系金属を採用し、インサート材４には、Ｚｕを主成分とする金属を採用しているので、貴金属やＰｂを用いることなく、低コストで高温耐久性に優れた接合が可能になる。
【００３４】
また、上記の製造装置では、押圧部１４により、排出物Ｂを所定の厚さに押圧すると共に、排出物抑制手段（１５，１６）により、半導体チップ２の外周部と押圧部１４の段差面１４Ａとの隙間Ｓに排出物Ｂの一部が進入するのを抑制するので、半導体チップ２の外側の排出物Ｂが、バリなどの無い平坦なものになり、半導体チップ２の上下にある電極２Ｂ，２Ｃ間の沿面絶縁距離Ｒ（図６参照）が排出物Ｂによって短くなるのを防止する。
【００３５】
このようにして、半導体装置１の製造装置によれば、貴金属やＰｂを用いることなく、低コストで高温耐久性に優れた接合を可能にすると共に、その接合の際に、接合部の酸化を阻止して充分な接合強度を確保しつつ、半導体チップ２の上下にある電極２Ｂ，２Ｃ間の沿面絶縁距離Ｒを適切に維持することができる。
【００３６】
なお、上記の如くインサート材４を用いて半導体チップ２と配線金属３とを接合する場合、インサート材４の供給が少ないと、半導体チップ２と配線金属３との間に隙間が形成されて接合中の大気遮断が不充分になり、接合部が酸化されて接合強度が低下するおそれがある。他方、インサート材４の供給が多いと、半導体チップ２の外側において、排出物Ｂが、半導体チップ２の上面に近づくように厚くはみ出した状態になる。その結果、排出物Ｂを介して半導体チップ２の上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の沿面絶縁距離Ｒが小さくなる。この沿面絶縁距離Ｒの減少は電極間の短絡を防止するうえで好ましくない。
【００３７】
これに対して、上記の製造装置を用いて製造された半導体装置１は、インサート材４の供給が充分であるから、半導体チップ２と配線金属３との接合中の大気遮断が充分になされ、接合部の酸化を阻止して充分な接合強度が確保される。また、押圧部１４及び排出物抑制手段（１５，１６）により、半導体チップ２の外側の排出物Ｂを平坦にするので、半導体チップ２の上側電極２Ｂと排出物Ｂとの距離が短くなることも無く、上記沿面絶縁距離Ｒが適切に維持され、上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の短絡を防ぐこととなる。
【００３８】
以下、図７〜図９に基づいて、本発明の半導体装置の製造装置の第２〜第３の実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態において、第１実施形態と同一の構成部位は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
〈第２実施形態〉
図７に示す半導体装置１の製造装置は、排出物抑制手段が、少なくとも押圧部１４の側部（段差面１４Ａ）に形成され且つ排出物Ｂに対する濡れ性を低くした表面処理部１４Ｂである。図示例の表面処理部１４Ｂは、点線で示すように、押圧部１４の段差面１４Ａから加圧体１３の底面（半導体チップ２との接触面）に至る範囲に形成してある。この表面処理部１４Ｂは、一例として粗面化処理により形成することができる。
【００４０】
上記構成を備えた半導体装置１の製造装置は、加圧体１３の下降により半導体チップ２及び配線金属３を加圧した際に、半導体チッ２プと配線金属３との接合界面から半導体チップ２の外側へ排出物Ｂが排出される。このとき、製造装置は、押圧部１４により排出物Ｂを所定の厚さに押圧するが、押圧部１４の側部に排出物Ｂの濡れ性が低い表面処理部１４Ｂを有するので、排出物Ｂの一部が半導体チップ２と押圧部１４との隙間Ｓに進入し難くなり、その結果、半導体チップ２の外側の排出物Ｂがバリ等の無い平坦な形状に形成される。
【００４１】
これにより、半導体装置１は、半導体チップ２の上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の沿面絶縁距離（図６の符号Ｒ）が適切に維持され、上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の短絡を防止し得るものとなる。また、上記実施形態のように、表面処理部１４Ｂを粗面化処理で形成すれば、比較的簡単な手段により、排出物Ｂに対する濡れ性が低い表面処理部１４Ｂを低コストで得ることができるほか、粗面化によるピン止め効果により隙間Ｓへの排出物Ｂの進入をより一層抑制することができる。
【００４２】
なお、上記のピン止め効果とは、排出物Ｂのように流動性を有するものが、接触角の大きな物質（粗面化した表面処理部１４Ｂ）の表面にさしかかると、その表面上での接触角に到達するまで先に進めなくなる現象のことである。
【００４３】
〈第３実施形態〉
図８に示す半導体装置１の製造装置は、排出物抑制手段が、押圧部１４の側部に形成され且つ押圧部１４の表面（底面）に対して９０度未満の角度θ１を成す傾斜面１４Ｃである。つまり、この実施形態の押圧部１４は、加圧体１３における段差面（１４Ａ）が傾斜面１４Ｃになっている。
【００４４】
上記構成を備えた半導体装置１の製造装置は、加圧体１３の下降により半導体チップ２及び配線金属３を加圧した際に、半導体チッ２プと配線金属３との接合界面から半導体チップ２の外側へ排出物Ｂが排出される。このとき、製造装置は、押圧部１４により排出物Ｂを所定の厚さに押圧するが、押圧部１４の側部に上記の傾斜面１４Ｃを設けて、押圧部１４の表面と傾斜面１４Ｃとの角を鋭角にしているので、ピン止め効果により、排出物Ｂの一部が半導体チップ２と押圧部１４との隙間Ｓに進入し難くなり、その結果、半導体チップ２の外側の排出物Ｂがバリ等の無い平坦な形状に形成される。
【００４５】
なお、この実施形態におけるピン止め効果とは、排出物Ｂのように流動性を有するものが移動して屈曲のある表面（傾斜面１４Ｃ）にさしかかると、それまで移動してきた表面（押圧部１４の表面）における接触角よりも大きな接触角に到達するまで先に進めなくなる現象のことである。
【００４６】
これにより、半導体装置１は、半導体チップ２の上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の沿面絶縁距離（図６の符号Ｒ）が適切に維持され、上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の短絡を防止し得るものとなる。また、上記実施形態のように、傾斜面１４Ｃを採用すれば、比較的簡単な構造で排出物抑制手段を実現することができる。
【００４７】
〈第４実施形態〉
図８に示す半導体装置１の製造装置は、排出物抑制手段が、押圧部１４の外周側に形成された面取り状の傾斜面１４Ｄである。つまり、この実施形態の押圧部１４は、水平面に対して９０度未満の角度θ２を有する傾斜面１４Ｄにより、排出物Ｂの排出方向に対してその進路を拡大するような構造、又は排出物Ｂを逃がすような構造になっている。
【００４８】
上記構成を備えた半導体装置１の製造装置は、加圧体１３の下降により半導体チップ２及び配線金属３を加圧した際に、半導体チッ２プと配線金属３との接合界面から半導体チップ２の外側へ排出物Ｂが排出される。このとき、製造装置は、押圧部１４により排出物Ｂを所定の厚さに押圧するが、押圧部１４の外周側に面取り状の傾斜面１４Ｄを有するので、排出物Ｂの流動抵抗が減少して、その流れが傾斜面１４Ｄ側へ促進される。これにより、製造装置は、半導体チップ２と押圧部１４との隙間Ｓに排出物Ｂ一部が進入し難くなる。その結果、排出物Ｂは、図８に示すように、傾斜面１４Ｄの部分では厚くなるが、半導体チップ２に近い部分ではバリ等の無い薄肉形状に形成される。
【００４９】
このようにして、半導体装置１は、半導体チップ２の上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の沿面絶縁距離（図６の符号Ｒ）が適切に維持され、上下の電極２Ｂ，２Ｃ間の短絡を防止し得るものとなる。また、上記実施形態のように、面取り状の傾斜面１４Ｄを採用すれば、比較的簡単な構造で排出物抑制手段を実現することができる。なお、この実施形態の構造においては、例えば、上記傾斜面１４Ｄに、排出物Ｂに対する濡れ性が高い表面処理を施すことも有効である。これにより、排出物Ｂの傾斜面１４Ｄ側への流れをより一層促進させることができる。
【００５０】
本発明の半導体装置の製造装置は、その構成が上記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各構成部位の材料、形状及び数などの細部を適宜変更することが可能である。
【００５１】
本発明の半導体装置の製造装置は、例えば、加圧手段１１における押圧部１４は、加圧体１３と別体にすることも可能であるが、各実施形態で説明したように、加圧体１３に押圧部１４を一体化すれば、装置構造の簡略化や製造コストの低減などを実現することができる。また、製造装置は、上記第１〜第４の実施形態で説明した排出物抑制手段、すなわちガス供給路１５及びガス供給源１６、表面処理部１４Ｂ、傾斜面１４Ｃ，１４Ｄを適宜選択して組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  半導体装置
２  半導体チップ
２Ｂ  上側電極
２Ｃ  下側電極
３  配線金属
４  インサート材
５  凹凸
１１  加圧手段  
１２  加熱手段
１３  加圧体
１４  押圧部
１４Ａ  段差面
１４Ｂ  表面処理部（排出物抑制手段）
１４Ｃ  傾斜面（排出物抑制手段）
１４Ｄ  傾斜面（排出物抑制手段）
１５  ガス供給路（排出物抑制手段）
１６  ガス供給源（排出物抑制手段）
Ｂ  排出物
Ｒ  沿面絶縁距離
【図１】
2015119117.tif 000003
【図２】
2015119117.tif 000004
【図３】
2015119117.tif 000005
【図４】
2015119117.tif 000006
【図５】
2015119117.tif 000007
【図６】
2015119117.tif 000008
【図７】
2015119117.tif 000009
【図８】
2015119117.tif 000010
【図９】
2015119117.tif 000011