(57)【要約】【課題】半導体モジュールの低背化を図りつつ、低抵抗化を実現する。【解決手段】金属板２０に形成された凹部２２に搭載された半導体素子６０のソース電極６１と配線層４０ａとが金属配線板５０ａによって電気的に接続されている。金属配線板５０ａは配線層４０ａと重畳する領域から半導体素子６０の上方へ直線的に延在している。電流方向と直交する断面における配線層４０ａの断面積と金属配線板５０ａの断面積は同等であり、かつ、金属配線板５０ａの厚さは配線層４０ａの厚さより厚い。【選択図】図１
2013016563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部が形成された主表面を有する基材と、
前記凹部の周囲の前記基材の主表面に形成された配線層と、
前記凹部に搭載された半導体素子と、
前記配線層と前記半導体素子の上面に形成された素子電極とを電気的に接続する金属配線板と、
を備え、
前記金属配線板は、前記配線層に積層されており、前記配線層の上から前記半導体素子の上方に直線的に延在していることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記配線層と前記金属配線板との接触面と、前記半導体素子の上面とが面一である請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
電流方向と直交する断面における前記配線層の断面積と前記金属配線板の断面積が同等であり、前記金属配線板の厚さが前記配線層の厚さより厚い請求項１または２に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記配線層と前記金属配線板との接合、前記金属配線板と前記半導体素子の素子電極との接合の少なくとも一方が金属拡散接合である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
主表面に凹部が形成された基材を用意する工程と、
前記凹部の周囲の前記基材の主表面に配線層を形成する工程と、
前記凹部に半導体素子を搭載する工程と、
前記配線層と前記半導体素子の上面に形成された素子電極とを電気的に接続する金属配線板であって、前記配線層の上から前記半導体素子の上方に直線的に延在する金属配線板を配置する工程と、
前記配線層と前記金属配線板との接合および前記金属配線板と前記素子電極との接合を並行して実施する工程と、
を備えることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記配線層と前記金属配線板との接合および前記金属配線板と前記素子電極との接合は、金属拡散接合により接合される請求項５に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記配線層を形成する工程は、前記凹部から前記凹部の周囲の前記基材の主表面に延在する他の配線層を形成する工程を含み、
前記金属配線板を配置する工程は、前記凹部の周囲の領域において前記他の配線層の上に他の金属配線板を配置する工程を含み、
前記接合を並行して実施する工程は、前記他の金属配線板と前記他の配線層との接合をさらに並行して実施する工程を含む、請求項５または６に記載の半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オン抵抗が低く、大電流に対応した半導体モジュールは電源回路やドライバー回路などに広く用いられている。従来の半導体モジュールとして、半導体素子に設けられた大電流用の端子と基板上との端子を導電性のリボンによって接続することで、大電流が流れる接続部の低抵抗化を図る構造が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３６０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体モジュールの接続部に用いられる導電性リボンはループ状の形状を有している。このため、ループ部分がかさ高になることが避けられず、半導体モジュールの低背化が困難であった。
【０００５】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体モジュールの低背化を図りつつ、低抵抗化を実現する技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、半導体モジュールである。当該半導体モジュールは、凹部が形成された主表面を有する基材と、凹部の周囲の基材の主表面に形成された配線層と、凹部に搭載された半導体素子と、配線層と半導体素子の上面に形成された素子電極とを電気的に接続する金属配線板と、を備え、金属配線板は、配線層に積層されており、配線層の上から半導体素子の上方に直線的に延在していることを特徴とする。
【０００７】
上記態様の半導体モジュールによれば、低背化を図りつつ、低抵抗化を実現することができる。
【０００８】
上記態様の半導体モジュールは、配線層と金属配線板との接触面と、半導体素子の上面とが面一であってもよい。電流方向と直交する断面における配線層の断面積と金属配線板の断面積が同等であり、金属配線板の厚さが配線層の厚さより厚くてもよい。配線層と金属配線板との接合、金属配線板と半導体素子の素子電極との接合の少なくとも一方が金属拡散接合であってもよい。
【０００９】
本発明の他の態様は半導体モジュールの製造方法である。当該半導体モジュールの製造方法は、主表面に凹部が形成された基材を用意する工程と、凹部の周囲の基材の主表面に配線層を形成する工程と、凹部に半導体素子を搭載する工程と、配線層と半導体素子の上面に形成された素子電極とを電気的に接続する金属配線板であって、配線層の上から半導体素子の上方に直線的に延在する金属配線板を配置する工程と、配線層と金属配線板との接合および金属配線板と素子電極との接合を並行して実施する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記態様の半導体モジュールの製造方法において、配線層と金属配線板との接合および金属配線板と素子電極との接合は、金属拡散接合により接合されてもよい。また、配線層を形成する工程は、凹部から凹部の周囲の基材の主表面に延在する他の配線層を形成する工程を含み、金属配線板を配置する工程は、凹部の周囲の領域において他の配線層の上に他の金属配線板を配置する工程を含み、接合を並行して実施する工程は、他の金属配線板と他の配線層との接合をさらに並行して実施する工程を含んでもよい。
【００１１】
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半導体モジュールの低背化を図りつつ、低抵抗化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（Ａ）は、実施の形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す断面図である。図１（Ｂ）は、実施の形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図３】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図４】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図５】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図６】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図７】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図８】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図９】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図１０】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図１１】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す工程図である。
【図１２】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法に適用される金属接合方法を示す工程図である。
【図１３】実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法に適用される金属接合方法を示す工程図である。
【図１４】変形例に係る半導体モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）乃至図１５（Ｄ）は、変形例に係る半導体モジュールを構成する絶縁層および配線層の製造方法を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１５】
図１（Ａ）は、実施の形態に係る半導体モジュール１０の概略構成を示す断面図である。図１（Ｂ）は、実施の形態に係る半導体モジュール１０の概略構成を示す平面図である。なお、図１（Ｂ）では、後述する封止樹脂層７０が省略されている。図１（Ａ）は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１６】
実施の形態に係る半導体モジュール１０は、金属板２０、絶縁層３０、配線層４０、金属配線板５０、半導体素子６０および封止樹脂層７０を備える。
【００１７】
金属板２０は、絶縁層３０とともに基材の一部をなしている。金属板２０は、放熱性が良好なアルミニウム、銅などの金属で形成されており、後述する半導体素子６０で生じた熱を放熱する機能を担う。金属板２０の厚さは、たとえば、１．５ｍｍである。金属板２０の一方の主表面（素子搭載側の主表面、以下、素子搭載面という）には凹部２２が形成されている。この凹部２２に後述する半導体素子６０が収容されている。凹部２２の深さは、半導体素子６０の厚さにもよるが、たとえば、２００μｍである。
【００１８】
絶縁層３０は、金属板２０の素子搭載面の全体を被覆しており、金属板２０に形成された凹部２２に追従して金属板２０を覆っている。絶縁層３０の材料は、絶縁性を有していれば特に限定されないが、エポキシ樹脂が挙げられる。絶縁層３０の厚さは、必要となる絶縁耐圧にもよるが、たとえば、１００μｍである。
【００１９】
配線層４０は絶縁層３０の上の所定領域に形成されている。配線層４０の材料としては銅が挙げられる。配線層４０の厚さは、たとえば７０μｍである。本実施の形態では、配線層４０は配線層４０ａ、配線層４０ｂおよび配線層４０ｃで構成されている。配線層４０ａはソース用の配線であり、凹部２２の近傍の絶縁層３０の上に形成されている。配線層４０ｂはドレイン用の配線であり、凹部２２内に形成された絶縁層３０の上から凹部２２の近傍の絶縁層３０の上に延在して形成されている。また、配線層４０ｃはゲート用の配線であり、凹部２２の近傍の絶縁層３０の上に形成されている。
【００２０】
半導体素子６０は、周知の構造を有する縦型パワーＭＯＳＦＥＴである。半導体素子６０の上面にはソース電極６１およびゲート電極６２が設けられている。また、半導体素子６０の下面にはドレイン電極（図示せず）が設けられている。当該ドレイン電極は凹部２２内に位置する配線層４０ｂと電気的に接続されている。ドレイン電極と配線層４０ｂとは、はんだ接合または後述する金属拡散接合により接続されている。
【００２１】
金属配線板５０は金属配線板５０ａ、金属配線板５０ｂおよび金属配線板５０ｃで構成されている。金属配線板５０ａの一方の端部は、配線層４０ａの半導体素子６０側の領域上に積層されている。金属配線板５０ａと配線層４０ａとは、はんだ接合または後述する金属拡散接合により接続されている。金属配線板５０ａは配線層４０ａと重畳する領域から半導体素子６０の上方へ直線的に延在している。金属配線板５０ａの他方の端部は半導体素子６０のソース電極６１と電気的に接続されている。金属配線板５０ａの他方の端部とソース電極６１とは、はんだ接合または後述する金属拡散接合により接続されている。
【００２２】
金属配線板５０ｂの一方の端部は、配線層４０ａの半導体素子６０とは反対側の領域上に積層されている。金属配線板５０ｂと配線層４０ａとは、はんだ接合または後述する金属拡散接合により接続されている。金属配線板５０ｂの他方の端部はＬ字状に屈曲しており、屈曲した先がリード５１ｂとして用いられる。また、金属配線板５０ｃの一方の端部は、凹部２２の近傍の配線層４０ｂの領域上に積層されている。金属配線板５０ｃと配線層４０ｂとは、はんだ接合または後述する金属拡散接合により接続されている。金属配線板５０ｃの他方の端部はＬ字状に屈曲しており、屈曲した先がリード５１ｃとして用いられる。
【００２３】
金属配線板５０および配線層４０ａ、４０ｂには大電流が流れる。本明細書において、大電流とは、１Ａ以上をいう。電流方向と直交する断面における配線層４０ａの断面積と金属配線板５０ａおよび金属配線板５０ｂの断面積は同等、もしくは、金属配線板５０ａおよび金属配線板５０ｂの断面積の方が配線層４０ａの断面積より大きく、たとえば、金属配線板５０ａおよび金属配線板５０ｂに流れる電流が１０Ａの場合には、金属配線板５０ａおよび金属配線板５０ｂの断面積は０．０３０ｍｍ２である。金属配線板５０ａおよび金属配線板５０ｂの厚さは、０．３〜０．５ｍｍであり、配線層４０ａの厚さより厚くなっている。また、電流方向と直交する断面における配線層４０ｂの断面積と金属配線板５０ｃの断面積は同等、もしくは、金属配線板５０ｃの断面積の方が配線層４０ｂの断面積より大きく、たとえば、金属配線板５０ｃに流れる電流が１０Ａの場合には、金属配線板５０ｃの断面積は０．０３０ｍｍ２である。金属配線板５０ｃの厚さは、０．１〜０．３ｍｍであり、配線層４０ｂの厚さより厚くなっている。
【００２４】
金線８０により、半導体素子６０のゲート電極６２と配線層４０ｃとが電気的に接続されている。ゲート電極６２には大電流が流れないため、細線状の金線８０をゲート電極６２と配線層４０ｃとの接続に用いることが可能である。
【００２５】
エポキシ樹脂などの封止樹脂層７０により、配線層４０、金属配線板５０および半導体素子６０が封止されている。なお、リード５１ｂおよびリード５１ｃは、封止樹脂層７０の外部に露出している。
【００２６】
以上説明した半導体モジュール１０によれば、たとえば１０Ａの電流を流す場合には０．０３ｍｍ２程度の大断面積を有する金属配線板５０を大電流が流れる接続部に用いることで、接続部の低抵抗化が図られている。また、金属配線板５０は曲線を描かず、直線的に配線層４０と半導体素子６０上面のソース電極６１とを接続しているため、半導体モジュール１０の低背化を図ることができる。
【００２７】
（半導体モジュールの製造方法）
図２乃至図１１は、実施の形態に係る半導体モジュール１０の製造方法を示す工程図である。図２乃至図１１の各図において、（Ａ）図は、平面図（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。以下、図２乃至図１１を参照して、実施の形態に係る半導体モジュール１０の製造方法を説明する。
【００２８】
まず、図２に示すように、アルミニウムや銅などの熱伝導性が良好な金属からなる金属板２０を用意する。
【００２９】
次に、図３に示すように、周知のフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて、金属板２０の一方の主表面の所定領域を選択的に除去し、凹部２２を形成する。
【００３０】
次に、図４に示すように、金属板２０の一方の主表面全体に絶縁層３０および銅箔４１をこの順で積層する。具体的には、銅箔４１と金属板２０との間に絶縁層３０を介在させた状態で、プレスにより銅箔４１を金属板２０の一方の主表面の形状に合わせて変形させ、絶縁層３０および銅箔４１を金属板２０に固着する。
【００３１】
次に、図５に示すように、周知のフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて、銅箔４１を選択的に除去し、配線層４０を形成する。上述したように、配線層４０は、ソース用の配線層４０ａ、ドレイン用の配線層４０ｂおよびゲート用の配線層４０ｃを含む。
【００３２】
次に、図６に示すように、凹部２２に配置された配線層４０ｂの上に、半導体素子６０を搭載する。半導体素子６０は、裏面にドレイン電極（図示せず）が形成され、上面にソース電極６１およびゲート電極６２が形成された構造を有する。ドレイン電極と配線層４０ｂとを接合する方法としては、はんだ接合の他、後述する金属接合方法が挙げられる。
【００３３】
一方、図７に示すように、枠部５１、保持部５２および金属配線板５０からなる金属パターンを用意する。当該金属パターンは、保持部５２により金属配線板５０が枠部５１に固定された形態を有する。このような金属パターンは、たとえば、金属板を打ち抜き加工することにより形成される。このとき、図７（Ａ）の点線円で囲んだ領域を拡大した図７（Ｃ）に示すように、打ち抜き加工により、打ち抜き部の周辺に「バリ」が生じる。そのバリ５３は、打ち抜き面とは反対側（図７において上向き）に突出した形状である。
【００３４】
次に、図８に示すように、金属配線板５０を含む金属パターンを金属板２０の上面側に設置する。このとき、金属配線板５０ａの長手方向の一方の端部が半導体素子６０のソース電極６１と接し、金属配線板５０ａの長手方向の他方の端部が配線層４０ａに接するように位置決めする。また、金属配線板５０ｂの長手方向の一方の端部が配線層４０ａに接し、金属配線板５０ｃの長手方向の一方の端部が配線層４０ｂに接するように位置決めする。この状態で、金属配線板５０ａの長手方向の一方の端部と半導体素子６０のソース電極６１との接合部、金属配線板５０ａの長手方向の他方の端部と配線層４０ａとの接合部、金属配線板５０ｂの長手方向の一方の端部と配線層４０ａとの接合部、金属配線板５０ｃの長手方向の一方の端部と配線層４０ｂとの接合部を後述する金属接合方法により接合する。なお、打ち抜いた際に生じたバリ５３を図８において上向きになるように金属パターンを半導体素子６０の上に設置することにより、バリ５３が半導体素子６０のソース電極６１やゲート電極６２に押し付けられることなく、金属パターンと半導体素子６０とを接合することができる。このため、半導体素子６０へのダメージを抑制できるとともに、後に形成する封止樹脂層７０にバリ５３が突き刺さる状態になり、金属配線板５０と封止樹脂層７０との密着性を向上させることができる。
【００３５】
次に、図９に示すように、保持部５２（図８参照）と金属配線板５０との境界部分を切断し、金属配線板５０ａ、５０ｂおよび５０ｃを個片化する。
【００３６】
次に、図１０に示すように、金属配線板５０ｂの他方の端部をＬ字状に折り曲げ、リード５１ｂとする。同様に、金属配線板５０ｃの他方の端部をＬ字状に折り曲げ、リード５１ｃとする。また、ワイヤボンディング法により、半導体素子６０のゲート電極６２と配線層４０ｃとを金線８０を用いて電気的に接続する。なお、金属配線板５０ｂ、ｃの端部の折り曲げ加工とワイヤボンディングとは順不同である。
【００３７】
次に、図１１に示すように、ポッディング法、トランスファーモールド法、インジェクションモールド法などを用いて配線層４０、金属配線板５０および半導体素子６０を封止樹脂層７０で封止する。
【００３８】
（金属接合方法）
図１２および図１３は、実施の形態に係る半導体モジュール１０の製造方法に適用される金属接合方法を示す工程図である。図１２および図１３を参照して半導体モジュール１０の製造方法に適用される金属接合方法を説明する。以下に説明する第１の被接合部１００と第２の被接合部２００との金属拡散接合は、金属配線板５０ａとソース電極６１との接合、金属配線板５０ａと配線層４０ａとの接合、金属配線板５０ｂと配線層４０ａとの接合、ドレイン電極と配線層４０ｂとの接合、および金属配線板５０ｃと配線層４０ｂとの接合に適用可能である。
【００３９】
まず、図１２（Ａ）に示すように、第１の被接合部１００および第２の被接合部２００を用意する。第１の被接合部１００は、銅を主成分とする金属からなる第１の基材部１２０と、第１の基材部１２０の接合面側の表面を被覆する第１の被膜部１４０とを有する。また、第２の被接合部２００は、銅を主成分とする金属からなる第２の基材部２２０と、第２の基材部２２０の接合面側の表面を被覆する第２の被膜部２４０とを有する。第１の被膜部１４０および第２の被膜部２４０はともに酸化銅を主成分とする酸化物で形成されている。ここで、「銅を主成分とする」および「酸化銅を主成分とする」という表現中、「主成分とする」は、銅または酸化銅の含有量が５０％よりも大きいことを意味する。
【００４０】
第１の基材部１２０および第２の基材部２２０は、銅を主成分とする金属で形成されている。第１の被膜部１４０および第２の被膜部２４０は、具体的には、Ｃｕ２Ｏで形成された薄膜状の被膜であり、その厚さは、たとえば、１０ｎｍである。第１の被膜部１４０および第２の被膜部２４０は、意図的に形成された被膜であっても、意図せず形成された被膜であってもよい。本実施の形態では、第１の被膜部１４０および第２の被膜部２４０は、銅が大気中で酸化することにより形成される自然酸化膜である。
【００４１】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、第１の被膜部１４０と第２の被膜部２４０との間に、第１の被膜部１４０の酸化銅および第２の被膜部２４０の酸化銅が溶出または溶解する溶液３００を充填する。本実施の形態では、溶液３００はアンモニア水である。第１の被膜部１４０と第２の被膜部２４０との間に溶液３００を充填したときの、第１の被膜部１４０の露出面と第２の被膜部２４０の露出面との距離は、たとえば、１μｍである。
【００４２】
室温で１分程度放置すると、図１２（Ｃ）に示すように、第１の被膜部１４０を構成する酸化銅が溶液３００中に溶出し、第１の被膜部１４０が消失する。また、第２の被膜部２４０を構成する酸化銅が溶液３００中に溶出し、第２の被膜部２４０が消失する。第１の被膜部１４０および第２の被膜部２４０を構成する酸化銅が溶液３００に溶出することにより、第１の被接合部１００の最表面（接合面側の露出面）および第２の被接合部２００の最表面（接合面側の露出面）にそれぞれ第１の基材部１２０および第２の基材部２２０を構成する銅が露出する。また、溶液３００中では、配位子となるアンモニアイオンと銅イオンとにより銅錯体が形成される。本実施の形態では、銅錯体は、［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋で表される加熱分解性のテトラアンミン銅錯イオンとして存在すると考えられる。なお、アンモニア水は銅に対して不活性であるため、第１の基材部１２０および第２の基材部２２０を構成する銅はアンモニア水と反応せずに残存している。
【００４３】
次に、図１３（Ａ）に示すように、第１の被接合部１００と第２の被接合部２００との間の距離を縮めるように、プレス機を用いて第１の被接合部１００と第２の被接合部２００とを加圧する。加圧時の圧力は、たとえば、１ＭＰａである。
【００４４】
次に、図１３（Ｂ）に示すように、第１の被接合部１００と第２の被接合部２００とを加圧した状態で２００℃〜３００℃の比較的低温な条件下で加熱することにより溶液３００中の銅以外の成分を除去して銅を析出または再結晶化させる。本実施の形態では、加熱により水分が蒸発するとともに、テトラアンミン銅錯イオンが熱分解してアンモニア成分が蒸発する。これにより、溶液３００において銅の割合が徐々に高まるとともに、プレス機による加圧により第１の被接合部１００の最表面と第２の被接合部２００の最表面との距離が徐々に近づく。
【００４５】
次に、図１３（Ｃ）に示すように、溶液３００中の銅以外の成分の除去が完了すると、第１の被接合部１００の最表面と第２の被接合部２００の最表面とが酸化銅由来の銅からなる析出銅５００により接合される。この析出銅５００は、配向性および安定性が優れている。最終的な析出銅５００の厚さは、図１（Ａ）で用意した第１の被膜部１４０の厚さと、第２の被膜部２４０の厚さの和と同程度である。析出銅５００により接合が完了した後、加熱を停止して析出銅５００による接合部分を徐々に室温程度まで冷却する。なお、加熱開始から加熱停止までの時間は、たとえば、１０分間である。冷却完了後、加圧を解除し、第１の被接合部１００と第２の被接合部２００との接合工程が完了する。
【００４６】
以上説明した金属の接続方法によれば、真空装置などの大がかりな設備を用いることなく、比較的低温な条件下で銅同士を接合することができる。具体的には、第１の被膜部１４０および第２の被膜部２４０が溶液３００中に溶出することにより、第１の被接合部１００および第２の被接合部２００の接合面にそれぞれ銅が露出する、言い換えると第１の被接合部１００および第２の被接合部２００の接合面が活性化される。第１の被接合部１００の接合面と、第２の被接合部２００の接合面とが活性化された後、析出銅５００を介して接合される。これにより、第１の被接合部１００の接合面と析出銅５００との間および第２の被接合部２００の接合面と析出銅５００との間にボイドが発生したり副生成物が介在することが抑制されるため、第１の被接合部１００と第２の被接合部２００との接続信頼性を高めることができる。
【００４７】
第１の被接合部１００と第２の被接合部２００との接合を担う析出銅５００として、第１の被接合部１００と第２の被接合部２００の酸化被膜として存在していた酸化銅由来の銅が用いられているため、第１の被接合部１００と第２の被接合部２００とを接合するために、接合材料を別途用意する必要がない。このため、第１の被接合部１００と第２の被接合部２００との接続に要するコストを低減することができる。
【００４８】
（金属接合に用いる溶液）
上述した金属の接合方法では、金属接合に用いる溶液としてアンモニア水が用いられているが、銅と錯体を形成する配位子を含む溶液であれば、これに限られず、たとえば、カルボン酸水溶液であってもよい。
【００４９】
カルボン酸水溶液の調製に用いられるカルボン酸としては、酢酸などのモノカルボン酸、また、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸、マレイン酸などのジカルボン酸、さらに、酒石酸、クエン酸、乳酸、サリチル酸などのオキシカルボン酸が挙げられる。
【００５０】
このうち、カルボン酸水溶液は多座配位子となるカルボン酸を有することが好ましい。多座配位子となるカルボン酸を有するカルボン酸水溶液では、カルボン酸と銅がキレートを形成することにより銅錯体の安定性が非常に大きくなる。この結果、接合に必要な温度をより低温化させることができる。なお、酒石酸がキレートを形成することについては、「理化学辞典  第４版（岩波書店）」の第５９３頁に記載されている。また、酒石酸、シュウ酸などがキレートを形成することは「ヘスロップジョーンズ  無機化学（下）  齋藤喜彦  訳」の第６６６頁に記載されている。ここで、キレート化とは、多座配位子によって環が形成されることによって錯体の安定度が非常に大きくなることをいう。
【００５１】
以上説明した金属拡散接合を、金属配線板５０ａとソース電極６１との接合、金属配線板５０ａと配線層４０ａとの接合、金属配線板５０ｂと配線層４０ａとの接合、ドレイン電極と配線層４０ｂとの接合、および金属配線板５０ｃと配線層４０ｂとの接合全てに用いることで、これらの接合を一度のプレス加工で済ますことができる。この結果、半導体モジュール１０の製造時間の短縮および製造コストの低減を図ることができる。なお、これらの接合のうち、金属配線板５０ａとソース電極６１との接合、ドレイン電極と配線層４０ｂとの接合については、はんだによる接合を採用してもよい。この場合、はんだ接合のためのリフロー工程は、他の接合箇所を金属拡散接合するためのプレス加工の後に実施してもよいが、プレス加工時の温度をリフローに必要な温度とすることで、プレス加工とリフロー工程とを同時に行ってもよい。これによれば、接合に要する時間を短縮することができる。なお、その金属配線板５０が配線層４０から半導体素子６０の上方に直線的に延在していることから、金属拡散接合以外の接合においても一度の接合によって複数箇所の接合が可能である。
【００５２】
図１４は、変形例に係る半導体モジュール１０の概略構成を示す断面図である。変形例に係る半導体モジュール１０は、基材が絶縁層３０のみで形成されている点を除き、上述した実施の形態に係る半導体モジュール１０と同様な構成を有する。変形例に係る半導体モジュール１０では、絶縁層３０がベースとなる絶縁層３０ａと、凹部２２を形成するための絶縁層３０ｂとを有する。言い換えると、絶縁層３０ａに積層された絶縁層３０ｂには凹部２２に対応する開口部が設けられている。この形態によれば、実施の形態の半導体モジュール１０で得られる低背化および低抵抗化という効果の他に半導体モジュール１０の軽量化という効果を得ることができる。
【００５３】
図１５（Ａ）乃至図１５（Ｄ）は、変形例に係る半導体モジュール１０を構成する絶縁層３０および配線層４０の製造方法を示す工程図である。図１５（Ａ）乃至図１５（Ｄ）を参照して、変形例に係る半導体モジュール１０を構成する絶縁層３０および配線層４０の製造方法を説明する。
【００５４】
まず、図１５（Ａ）に示すように、ベースとなる絶縁層３０ａに開口部を有するようにパターニングされた絶縁層３０ｂを貼り付ける。
【００５５】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、無電解めっき法により絶縁層３０ａおよび絶縁層３０ｂの露出面にシード層４００を形成する。
【００５６】
次に、図１５（Ｃ）に示すように、電解めっき法によりシード層４００の上にめっきアップ層４０２を形成する。なお、めっきアップ層４０２はレジスト（図示せず）を用いたパターニングにより、配線層形成領域に選択的に形成される。
【００５７】
次に、図１５（Ｄ）に示すように、全面エッチングを行うことにより、露出しているシード層４００（図１５（Ｃ）参照）を除去し、配線層４０を形成する。
【００５８】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  半導体モジュール、２０  金属板、３０  絶縁層、４０  配線層、５０  金属配線板、６０  半導体素子、７０  封止樹脂層、８０  金線
【図１】
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【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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