(57)【要約】【課題】３次元実装の実現及び電気的接続信頼性の向上を図ることのできる半導体装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】シリコンカーバイド素子１１のアルミニウム電極１２に、ボンディングステージ３０の設定温度の範囲を１００℃以上４６０℃以下にして、ボールバンプ法により金バンプ２６を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンカーバイド素子のアルミニウム電極に、ボンディングステージの設定温度範囲を１００℃以上４６０℃以下にして、ボールバンプ法により金バンプを形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記シリコンカーバイド素子における前記アルミニウム電極側にハンダ材料を設ける工程と、前記ハンダ材料をリフローする工程とをさらに含む半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法において、
前記ハンダ材料がＡｕ−Ｓｎ系である半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の製造方法において、
前記Ａｕ−Ｓｎ系のＳｎ含有率が２０ｗｔ％程度である半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記リフロー工程において、前記ハンダ材料をリフローすることによって、前記シリコンカーバイド素子を、前記金バンプ及び前記ハンダ材料を介して、セラミックス配線基板に電気的に接続する半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記金バンプの形成工程前に、前記アルミニウム電極をプラズマ洗浄する工程をさらに含む半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
前記シリコンカーバイド素子は、パワーエレクトロニクス用集積回路を備える半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法により製造された半導体装置。
【請求項９】
アルミニウム電極を有するシリコンカーバイド素子と、
前記シリコンカーバイド素子の前記アルミニウム電極上に形成された金バンプと、
前記シリコンカーバイド素子における前記アルミニウム電極側に設けられたハンダ材料と、
前記金バンプ及び前記ハンダ材料を介して、前記シリコンカーバイド素子に電気的に接続されたセラミックス配線基板と、
を備え、
前記金バンプの少なくとも１つのせん断強度が、５８．４ＭＰａ以上１４０．８ＭＰａ以下である半導体装置。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体装置において、
前記ハンダ材料がＡｕ−Ｓｎ系である半導体装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体装置において、
前記Ａｕ−Ｓｎ系のＳｎ含有率が２０ｗｔ％程度である半導体装置。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の半導体装置において、
前記シリコンカーバイド素子がパワーエレクトロニクス用集積回路を備えている半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力制御やエネルギー変換等を行うパワーエレクトロニクス用のパワー素子として、一般的に、シリコンを使用することが知られているが、例えば１８０℃〜４００℃の高温下での使用においては動作不良が発生することがある。そこで、高温動作が可能な半導体材料として、シリコンカーバイドが注目されている（非特許文献１−３参照）。
【０００３】
また、従来から、パワー素子をセラミックス配線基板等に実装する場合、パワー素子のアルミニウム電極とセラミックス配線基板をワイヤにより電気的に接続することが知られているが、ワイヤボンディング型の実装では小型化を追及することが難しい（非特許文献４−６参照）。そこで、パワー素子のアルミニウム電極面をセラミックス配線基板の配線面に対向させて実装する、いわゆる３次元実装が要求されている。
【非特許文献１】High-Temperature Electronics, edited by Randall Kirschman, IEEE Press, NY,1999.
【非特許文献２】S. Abedinpour, K. Shenai, "Power electronics technologies for the new millennium", IEEE Third International Caracas Conference on Devices, Circuits, and Systems (ICCDCS2000), IEEE Catalog Number: 00TH8474C, pp.   P111-1-P111-9.
【非特許文献３】K.Shenai,“High-power robust semiconductor electron  ics technologies in the new millennium”Microelectronics Journal,Vol32,No.5-6,  2001,pp.397-408.
【非特許文献４】G.G. Harman, Wire Bonding in Microelectronics, McGraw-Hill, New York (1989).
【非特許文献５】W. Gerling, Electrical and physical characterization of gold-ball bonds on aluminum layers. In: Electronic Components Conf. (1984), p. 13.
【非特許文献６】D.T. Rooney, D.P. Nager, D. Geiger and D. Shanguan, Evaluation of wire bonding performance, process conditions, and metallurgical integrity of chip on board wire bonds, Microelectron. Reliab. 45-2 (2005), pp. 379-390.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、３次元実装の場合、例えばパワー素子のアルミニウム電極とセラミックス配線基板を単にハンダ接合すると、アルミニウムは大気中で酸化しやすく、アルミニウム電極上に薄い酸化膜が形成されるため、良好な電気的接続を得ることが難しい。
【０００５】
以上のとおりの事情に鑑み、本発明は、３次元実装の実現及び電気的接続信頼性の向上が図れる、半導体装置及びその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明の半導体装置の製造方法は、シリコンカーバイド素子のアルミニウム電極に、ボンディングステージの設定温度を１００℃以上４６０℃以下にして、ボールバンプ法により金バンプを形成する工程を含む。
【０００７】
この製造方法は、前記シリコンカーバイド素子における前記アルミニウム電極側にハンダ材料を設ける工程と前記ハンダ材料をリフローする工程とをさらに含んでもよい。また、前記金バンプの形成工程前に、前記アルミニウム電極をプラズマ洗浄する工程をさらに含んでもよい。
【０００８】
また、前記ハンダ材料はＡｕ−Ｓｎ系であってもよく、Ａｕ−Ｓｎ系のＳｎ含有率は２０ｗｔ％程度であってもよい。
【０００９】
また、前記リフロー工程においては、前記ハンダ材料をリフローすることによって、前記シリコンカーバイド素子を、前記複数の金バンプ及び前記ハンダ材料を介して、セラミックス配線基板に電気的に接続してもよい。
【００１０】
また、前記シリコンカーバイド素子は、パワーエレクトロニクス用集積回路を備えてもよい。
【００１１】
さらに、本発明の半導体装置は、上記方法により製造される。
【００１２】
さらにまた、本発明の半導体装置は、アルミニウム電極を有するシリコンカーバイド素子と、前記シリコンカーバイド素子の前記アルミニウム電極上に形成された金バンプと、前記シリコンカーバイド素子における前記アルミニウム電極側に設けられたハンダ材料と、前記金バンプ及び前記ハンダ材料を介して、前記シリコンカーバイド素子に電気的に接続されたセラミックス配線基板と、を備え、前記金バンプの少なくとも１つのせん断強度が、５８．４ＭＰａ以上１４０．８ＭＰａ以下である。
【００１３】
この半導体装置において、前記ハンダ材料はＡｕ−Ｓｎ系であってもよく、Ａｕ−Ｓｎ系のＳｎ含有率は２０ｗｔ％程度であってもよい。
【００１４】
また、前記シリコンカーバイド素子はパワーエレクトロニクス用集積回路を備えてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図６（Ｂ）は、本発明の実施形態にかかる半導体装置の製造方法を説明するための図である。具体的には、図１〜図３がボールバンプ法を説明する図であり、図４及び図５がハンダ塗布及びリフロー工程を説明する図であり、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）がリフロー工程における温度プロファイルの一例を示す図である。
【００１７】
図１に示すように、集積回路を備えるシリコンカーバイド素子（以下、ＳｉＣ素子という）１０を用意する。ＳｉＣ素子１０は、電力変換やエネルギー変換等を行うシステムにおいて大電力を扱う出力駆動部又は変換部として使用することができる。このようなパワーエレクトロニクス用のＳｉＣ素子１０としては、例えば、ＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）等の整流素子、又はパワーＭＯＳＦＥＴ等の電界効果型トランジスタ等を挙げることができる。
【００１８】
ＳｉＣ素子１０は、シリコンカーバイド基板と、当該基板の一方の面に形成されたアルミニウム電極である第１電極１２と、当該基板の他方の面に形成された第２電極１４と、を備える。ＳｉＣ素子１０がＳＢＤデバイスである場合を例にとると、アルミニウムからなる第１電極１２がアノードとして機能し、銀からなる第２電極１４がカソードとして機能する。なお、ＳｉＣ素子１０は、少なくとも１つのアルミニウム電極を備えていればよく、デバイスの種類に応じ様々な態様を採ることができる。
【００１９】
図１〜図３に示すように、ＳｉＣ素子１０のアルミニウム電極である第１電極１２上に複数の金バンプ２６を形成する。本工程は、ボールバンプ法（スタッドバンプ（登録商標）法とも呼ばれる）を適用して形成することができる。
【００２０】
具体的には、まず、図１に示すように、ＳｉＣ素子１０をウェハ状態でボンディングステージ３０に配置し、金ワイヤ２０を第１電極１２の上方に配置する。金ワイヤ２０は、ボンディングツール２４によって支持されており、金ワイヤ２０の先端は、ボンディングツール２４から露出している。そして、図示しない電気トーチ等により金ワイヤ２０の先端を溶融させ、金ワイヤ２０の先端に金ボール２２を形成する。その後、ボンディングツール２４を第１電極１２の方向に降下させ、図２に示すように、金ボール２２をボンディングツール２４の先端により押し潰し、超音波振動を加えることにより、金ボール２２を
第１電極１２に接合させる。かかる方法によれば、超音波振動を加えることによって第１電極１２上の酸化膜を除去し、アルミニウムの新生面に金ボール２２を接合することができるので、接合強度及び電気的接続信頼性の向上を図ることができる。
【００２１】
接合が終了したら、ボンディングツール２４を移動させ、金ボール２２に接続されるネック部２１を切断する。そして、これら一連の工程を繰り返して行い、図３に示すように、１つの第１電極１２上に複数の金バンプ２６を繰り返し形成する。
【００２２】
本実施形態では、上述したバンプ形成工程を、ボンディングステージ３０の設定温度（ボンディング温度とも呼ぶことができる）の最高温度を１８５℃以上４６０℃以下、さらに好ましくは２３５℃以上３００℃以下にして行う。言い換えれば、ボンディングステージ３０を加熱し、ＳｉＣ素子１０の加熱温度の最高温度を上記範囲に制御する。これによれば、後述する実施例で考察するように、ＳｉＣ素子１０との良好なオーミックコンタクトを図りつつ、高い接合強度をもって金バンプ２６をアルミニウムからなる第１電極１２に接合することができる。
【００２３】
上述したバンプ形成工程を半導体ウェハの状態で行った場合には、その後、複数のＳｉＣ素子１０にダイシング等で個片切断し、図３に示すように、チップ状態の複数のＳｉＣ素子１０を得ることができる。
【００２４】
なお、上記バンプ形成工程前に、ＳｉＣ素子１０の第１電極１２をプラズマ洗浄、例えばプラズマエッチング処理、することができる。これにより、アルミニウム上に形成される薄い酸化膜を除去することができるので、金バンプ２６と第１電極１２の接合強度及び電気的接続信頼性のさらなる向上を図ることができる。
【００２５】
次に、図４及び図５に示すように、ＳｉＣ素子１０を配線基板に実装する。例えば、ＳｉＣ素子１０の第１電極１２を、金バンプ２６及びハンダ材料５０を介してセラミックス配線基板４０に電気的に接続し、さらに、ＳｉＣ素子１０の第２電極１４を、ハンダ材料５４を介して他のセラミックス配線基板４４に電気的に接続する。セラミックス、例えばＡｌＮ、は放熱性に優れるため、パワーエレクトロニクス用の配線基板として適している
。
【００２６】
具体的には、まず、図４に示すように、ＳｉＣ素子１０における第１電極１２側にハンダ材料５０を設ける。ハンダ材料５０は、例えばペースト状のものを使用でき、第１電極１２上に複数の金バンプ２６を被覆するように塗布することができる。
【００２７】
ここで、ハンダ材料５０は、高温ハンダ（高融点ハンダとも呼ばれる）を使用することができ、例えば鉛フリーのＡｕ−Ｓｎ系材料を使用することが好ましく、さらには、当該Ａｕ−Ｓｎ系材料のうちＳｎ含有率が２０ｗｔ％程度であることが好ましい。Ｓｎ含有率が２０ｗｔ％程度であれば、リフロー工程における所望の温度プロファイルを満たし、かつ、錫による金バンプとの過剰な反応を抑制できるので、機械的に脆い合金層の生成を抑制することができる。したがって、ＳｉＣ素子１０とセラミックス配線基板４０との接合
強度の向上を図ることができる。
【００２８】
図４に示すように、プレート３２上にＳｉＣ素子１０をセットし、さらにスペーサ３４により所望の位置にセラミックス配線基板４０をセットし、最初の第１リフロー工程を行う。第１リフロー工程の温度プロファイルは、例えば図６（Ａ）に示したとおりである。こうして、ＳｉＣ素子１０の第１電極１２を、複数の金バンプ２６及びハンダ材料５０を介して、セラミックス配線基板４０の配線層、例えばＣｕ層、４２に電気的に接続することができる。
【００２９】
そして、図５に示すように、第１リフロー工程に続き、ＳｉＣ素子１０における第２電極１４側にハンダ材料５２を設けて、第２リフロー工程を行い、ＳｉＣ素子１０の第２電極１４をハンダ材料５２を介して別のセラミックス配線基板４４の配線層４６に電気的に接続する。第２電極１４側に設けるハンダ材料５２の組成は、特に限定されるものではなく、第２電極１４の材質に応じて適宜決めればよい。第２リフロー工程の温度プロファイルは、例えば図６（Ｂ）に示したとおりである。
【００３０】
なお、上述したように、リフロー工程を複数回行う場合には、最高温度が高いほうの第１リフロー工程を最初に行い、最高温度が低いほうの第２リフロー工程をその後に行う。これにより、第２リフロー工程により、最初の第１リフロー工程において硬化したハンダ材料が再度溶融してしまうのを防止することができる。
【００３１】
こうして、ＳｉＣ素子１０及びセラミックス配線基板４０，４４を備える半導体装置１００を製造することができる。また、図７に示すように、上記方法を適用して、セラミックス配線基板７０に複数のＳｉＣ素子６０，６２，６４を実装して、パワーモジュール等の半導体モジュール１１０を製造することができる。
【００３２】
以上のとおり、半導体装置及びその製造方法の形態を説明したが、次に、バンプ形成工程のボンディング温度の範囲及びハンダ材料の組成等について考察する。
【００３３】
（実施例１）
図８は、バンプ形成工程のボンディング温度と、バンプのアルミニウム電極に対するせん断強度との関係を図示したものである。
【００３４】
本実施例のサンプルとしては、ＳＢＤデバイスとしてのＳｉＣチップを使用し、ボンディング温度の最高温度を５３℃〜４６０℃の範囲内に設定して、ＳｉＣチップのアルミニウム電極上にボールバンプ法により複数の金バンプを形成した。そして、各設定温度における各金バンプのせん断強度を測定し、当該せん断強度の最大、最小、及び平均を算出した。
【００３５】
同様の条件で、チップ材質をＳｉに置き換えて、Ｓｉチップが動作不良を起こすことなくボンディングできる最高温度である１６５℃で金バンプを形成したところ、金バンプのせん断強度は、単位バンプあたり約６５ｇであった。
【００３６】
これに対して、図８に示されるように、ボンディング温度が２００℃以上であれば、上記Ｓｉチップの単位バンプあたり約６５ｇを超える約６７．５ｇ以上のせん断強度を得られることがわかる。なお、ボンディング温度が１００℃である場合５８．４ＭＰａであり、４６０℃である場合１４０．８ＭＰａである。
【００３７】
（実施例２）
図９（Ａ）は、バンプ形成工程のボンディング温度と、各ボンディング温度における電流−電圧特性を示したものであり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）から各ボンディング温度における抵抗を算出した表である。
【００３８】
本実施例のサンプルとしては、ＳＢＤデバイスとしてのＳｉＣチップを使用し、ボンディング温度の温度範囲を１６５℃〜５００℃の範囲内に設定して、ＳｉＣチップのアルミニウム電極上にボールバンプ法により複数の金バンプを形成した。その後、金バンプ及びＡｕ−２０ｗｔ％Ｓｎのハンダ材料を介して、ＳｉＣチップのアルミニウム電極をセラミックス（ＡｌＮ／Ｃｕ（Ａｕ））配線基板に電気的に接続した。
【００３９】
なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）においては、参考として、金バンプなしのアルミニウム電極のみを持つベアチップでの電流−電圧特性及び抵抗をも示している。
【００４０】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）によれば、ボンディング温度が４６０℃以下においては、ほぼベアチップと変わることがない、良好な電圧−電流特性及び抵抗値が得られるが、５００℃になると抵抗値が大きくなり電気的特性が損なわれることがわかる。
【００４１】
したがって、上記実施例１，２によれば、ボンディング温度の最高温度の範囲が１８５℃以上４６０℃以下、さらに好ましくは２３５℃以上３００℃以下であれば、シリコンカーバイド素子との良好なオーミックコンタクトを図りつつ、高い接合強度をもって金バンプをアルミニウム電極に接合することができることがわかる。
【００４２】
（実施例３）
図１０は、チップのせん断テストの概略を示す図であり、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、図１０に示されるせん断テストに基づいて、せん断強度とボンディング温度の関係をそれぞれ異なるハンダ材料を用いて考察したグラフである。なお、図１１（Ａ）はハンダ材料としてＡｕ−２０Ｓｎハンダを使用し、図１１（Ｂ）はハンダ材料としてＰｂ９０−Ｓｎハンダを使用し、各図面はともに、ボンディング温度２００℃、３００℃及び３７５℃のそれぞれに対するせん断強度を測定したグラフを示している。
【００４３】
本実施例のサンプル９０としては、図１０に示すように、ＡｌＮ層上にＣｕ層、Ｎｉ層及びＡｕ層（Ｎｉの酸化防止用の金フラッシュ層）が形成されたセラミックス配線基板８０を用意し、また、所定のボンディング温度によってＡｌ電極８１上に金バンプ８２が形成されたＳｉＣチップ８４を用意し、両者をハンダ材料８６により接合されたものを使用した。そして、せん断ツール８８をサンプル９０に所定条件（テストスピード：１５０μｍ／ｓ、テスト高さ：２７０μｍ）で加圧し、ＳｉＣチップ８４をセラミックス配線基板８０から剥離した。これにより、ハンダ材料８６の組成に基づく、サンプル９０のせん断強度と金バンプ８２のボンディング温度の関係を調べた。図１１（Ａ）の各ボンディング温度におけるせん断強度の平均値は、それぞれ、２００℃：３９．６５Ｋｇｆ、３００℃：４２．８４Ｋｇｆ、３７５℃：３８．３２Ｋｇｆであり、その一方、図１１（Ｂ）の各ボンディング温度におけるせん断強度の平均値は、それぞれ、２００℃：３．７７Ｋｇｆ、３００℃：５．７８Ｋｇｆ、３７５℃：９．７２Ｋｇｆであった。
【００４４】
これらの測定結果から考察すると、まず、図１１（Ａ）に示されるＡｕ−２０Ｓｎハンダを使用した場合の方が、図１１（Ｂ）に示されるＰｂ９０−Ｓｎハンダを使用した場合よりも、いずれのボンディング温度においても、せん断強度が数倍高く、ＳｉＣチップ８４とセラミックス配線基板８０の接合強度が極めて高いことがわかる。また、いずれのハンダを使用した場合においても、せん断強度は、金バンプ形成のボンディング温度が高くなるとともに高くなり、その傾向は特に図１１（Ｂ）に示されるＰｂ９０−Ｓｎハンダを使用した場合に顕著に見受けられる。なお、図１１（Ａ）に示されるＡｕ−２０Ｓｎハンダを使用した場合のボンディング温度３７５℃で形成された金バンプおいては、せん断強度の減少が多少見受けられるが、これはリフローの間にボンディング不具合が進行しことが原因と考えられる。
【００４５】
以上のことから、パワーデバイスのＡｌ電極は、金バンプとＡｕ−Ｓｎ共晶ハンダにより強固に基板に接続することができることが明らかであるといえる。
【００４６】
（実施例４）
図１２及び図１３は、図１０に示されるせん断テスト後の破断面における各成分のX-ray mappingを示す図である。具体的には、図１２は、せん断テスト後のチップ側の破断面を示しており、各マッピング写真はそれぞれ、ＳＥＭ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｓｎを示している。一方、図１３は、せん断テスト後の基板側の破断面を示しており、各マッピング写真はそれぞれ、ＳＥＭ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｓｎを示している。なお、せん断テストの条件としては、金バンプのボンディング温度を３００℃とし、ハンダ材料としてＡｕ−２０Ｓｎハンダを使用した。
【００４７】
これらの測定結果から考察すると、セラミック配線基板のＣｕ上に拡散バリアとして堆積されるＮｉ成分が、破断面においてはっきりと見受けられた。また、Ｎｉは、対応する基板のX-ray mappingにおいても主成分として検出された。したがって、Ａｕ−２０Ｓｎにより接続されたチップは、せん断テスト後において、Ａｕ−２０Ｓｎハンダとチップの接合部分よりも、Ａｕ−２０Ｓｎハンダと基板の接合部分の方が破断されていることが明らかであるといえる。これは、Ａｕ−２０ＳｎハンダとＡｌアノード電極の間の接合が極めて強固であることを示している。すなわち、チップとハンダの接合部分の強度が、ハンダと基板の接合部分の強度よりも優れていることがわかる。
【００４８】
本発明の上記実施形態によれば、ボンディングステージの設定温度の最高温度を上記範囲に設定するので、シリコンカーバイド素子との良好なオーミックコンタクトを図りつつ、高い接合強度をもって金バンプをアルミニウム電極に接合することができる。したがって、ＳｉＣ材料による高温動作且つ冷却フリー、３次元実装による小型化、上記バンプによる接合強度の向上及び高い電気的接続信頼性を実現可能な半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【００４９】
（実施例５）
図１４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に従ってボンディングしたチップの抵抗値と高温保持時間の依存性を示す図であり、図１５は測定に用いた四端子法の概略を示す図である。
【００５０】
具体的には、ＳｉＣチップ１００のＡｌ電極１０１に３００℃の温度にてＡｕバンプ１０２を形成した後、前記図６（Ａ）に示した温度プロファイルに基づき、Ａｕバンプ１０２及びＡｕ−２０Ｓｎハンダペースト１０３を介して、ＳｉＣチップ１００とセラミック配線基板１０４の接合を行った。そして、得られたチップについて、１２５℃、１７５℃、２００℃において空気中で高温保持実験を行った。実験では、各温度にそれぞれ二つのサンプルチップを用意し、図１５に示した四端子法を用いて、一定時間経過毎に抵抗値を計測した。
【００５１】
その結果を図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示す。それぞれ（Ａ）１２５℃、（Ｂ）１７５℃、（Ｃ）２００℃の場合のものである。図から明らかなように、いずれの温度においても、１０００時間におよぶ高温保持の間、抵抗値の変化量は１１％以下という極めて良好な結果が得られている。また、いずれの温度においても、５００時間まででは、抵抗値の変化量はさらに少ないことが分かる。
【００５２】
したがって、本発明によれば、良好な高温／抵抗値特性を持つ半導体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態にかかるバンプ形成工程を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるバンプ形成工程を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるバンプ形成工程を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるハンダ接合工程を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態にかかるハンダ接合工程を説明する図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、ハンダリフロー工程における温度プロファイルの一例を示すである。
【図７】本発明の実施形態にかかる方法により製造された半導体装置の一例を示す図である。
【図８】ボンディング温度及びせん断強度の関係を示す図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、ボンディング温度と、電圧−電流特性又は抵抗の関係を示す図である。
【図１０】チップのせん断テストの概略を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、せん断強度とボンディング温度の関係を示すグラフである。
【図１２】せん断テスト後のチップ側破断面における各成分の X-ray mappingを示す図である。
【図１３】せん断テスト後の基板側破断面における各成分のX-ray mappingを示す図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜（Ｃ）は、ボンディングされたチップの抵抗値と高温保持時間の依存性を示す図である。
【図１５】試料の順方向電流−電圧曲線及び抵抗値の測定に用いた四端子法について説明する図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  シリコンカーバイド素子（ＳｉＣ素子）
１２  第１電極
１４  第２電極
２０  金ワイヤ
２１  ネック部
２２  金ボール
２４  ボンディングツール
２６  金バンプ
３０  ボンディングステージ
４０，４４  セラミックス配線基板
４２，４６  配線層
５０，５２  ハンダ材料
６０，６２，６４  ＳｉＣ素子
７０  セラミックス配線基板
８０  セラミックス配線基板
８１  Ａｌ電極
８２  金バンプ
８４  ＳｉＣチップ
８６  ハンダ材料
８８  せん断ツール
９０  サンプル
１００  ＳｉＣチップ
１０１  Ａｌ電極
１０２  Ａｕバンプ
１０３  Ａｕ−２０Ｓｎハンダペースト
１０４  セラミック配線基板
１１０  半導体モジュール
【図１】
2008140857.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１２】
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【図１３】
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