(57)【要約】【課題】接合部の信頼性を向上させることができる半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基体の一方の表面に、複数の金属粒子を含むペーストから形成された膜と、前記膜の内部に設けられた複数の支持部と、を設ける工程と、前記膜の上に半導体素子を設ける工程と、前記膜を焼結させて前記基体と前記半導体素子とを接合する工程と、を備えている。前記支持部は、前記ペーストに含まれる前記金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する金属から形成されている。前記膜の上に半導体素子を設ける工程において、前記複数の支持部は、半導体素子を支持する。【選択図】図１
2017143134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の一方の表面に、複数の金属粒子を含むペーストから形成された膜と、前記膜の内部に設けられた複数の支持部と、を設ける工程と、
前記膜の上に半導体素子を設ける工程と、
前記膜を焼結させて前記基体と前記半導体素子とを接合する工程と、
を備え、
前記支持部は、前記ペーストに含まれる前記金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する金属から形成され、
前記膜の上に半導体素子を設ける工程において、前記複数の支持部は、半導体素子を支持する半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記金属粒子は、銀、銅、及びニッケルのいずれかを含み、
前記金属粒子の粒子径は、１ｎｍ以上、１００００ｎｍ以下である請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記支持部は、錫を主成分とし、ビスマス、インジウム、およびガリウムからなる群より選択された少なくとも１種をさらに含む請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記膜を焼結させて前記基体と前記半導体素子とを接合する工程において、前記膜の厚み寸法が減少し、前記複数の支持部が溶融することで前記厚み寸法の減少に追従して前記半導体素子の位置が変化する請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基体と、
前記基体の上に設けられた半導体素子と、
前記基体と、前記半導体素子と、の間に設けられた複数の支持部と、
前記基体と、前記半導体素子と、の間に設けられ、前記複数の支持部を覆う接合部と、
を備え、
前記接合部は、第１の金属を含み、
前記複数の支持部は、第２の金属を含み、
前記第２の金属の融点は、前記第１の金属の焼結温度以下である半導体装置。
【請求項６】
前記接合部は、多孔質構造を有し、
前記多孔質構造の孔には、前記支持部の一部が設けられている請求項５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記支持部は、空隙を有する請求項５または６に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法、及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属粒子を含むペーストを用いて、半導体素子を基板に接合する技術がある。この様な技術において、基板に対して半導体素子が傾き、接合厚が面内で不均一になると、組立性や接合信頼性を損なうおそれがある。そこで、この様な技術においては、金属粒子を含むペーストから形成された膜と、膜の内部に設けられた複数の支持部が、半導体素子と基板との間に設けられる。そして、金属粒子を含むペーストを焼結させて接合組織をち密化させることで、高い接合強度を有した接合部を形成する。この際、支持部は溶融しないので、支持部により半導体素子と基板との間の距離が所定の値に保たれる。  
ところが、金属粒子を含むペーストを焼結させて接合部を形成する際に、ち密化に伴って接合部の厚み寸法が減少する。そのため、支持部により所定の距離に保たれた場合には、ち密化が十分に進行しないため、接合部の信頼性が低下するおそれがある。さらに、支持部により所定の距離に保たれた半導体素子と、接合部との間に隙間が生じるおそれがある。半導体素子と接合部との間に隙間が生じると、接合部の信頼性が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、接合部の信頼性を向上させることができる半導体装置の製造方法、及び半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置の製造方法は、基体の一方の表面に、複数の金属粒子を含むペーストから形成された膜と、前記膜の内部に設けられた複数の支持部と、を設ける工程と、前記膜の上に半導体素子を設ける工程と、前記膜を焼結させて前記基体と前記半導体素子とを接合する工程と、を備えている。前記支持部は、前記ペーストに含まれる前記金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する金属から形成されている。前記膜の上に半導体素子を設ける工程において、前記複数の支持部は、半導体素子を支持する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示するための模式工程断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、比較例に係る半導体装置の製造方法における接合部１４の形成を例示するための模式工程断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｆ）は、第２の基体２０をさらに接合する場合を例示するための模式工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法を例示するための模式工程断面図である。
【０００８】
まず、図１（ａ）に示すように、第１の基体１０の一方の表面に、複数の支持部１１を設ける。複数の支持部１１は、複数の金属粒子を含むペーストから形成された膜１２が設けられる領域に設けられる。  
第１の基体１０は、例えば、リードフレーム、基板などとすることができる。  
リードフレームは、厚みの薄い板状体とすることができる。リードフレームは、例えば、膜１２が設けられる領域と、膜１２が設けられる領域の周囲に設けられた複数のパターン部を有したものとすることができる。リードフレームは、例えば、鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金や銅（Ｃｕ）合金などの金属から形成することができる。
【０００９】
基板は、例えば、ヒートスプレッダ、配線基板などとすることができる。  
ヒートスプレッダは、例えば、銅合金やアルミニウム（Ａｌ）合金などの熱伝導率の高い金属から形成された板状体とすることができる。  
配線基板は、例えば、耐熱性を有する材料（例えば、セラミックスやシリコンなど）から形成された板状の基材と、基材の一方の表面に設けられた配線パターンを有したものとすることができる。配線パターンは、例えば、銅などの導電性を有する材料から形成することができる。なお、基材の他方の表面には、銅などの熱伝導率の高い材料から形成された膜を設けることもできる。
【００１０】
支持部１１は、後述するペーストに含まれる金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する材料から形成されている。ペーストに含まれる金属粒子の焼結温度を考慮すると、支持部１１は、例えば、錫（Ｓｎ）を主成分とする合金（錫合金）（第２の金属の一例に相当する）から形成することが好ましい。この場合、支持部１１は、錫を主成分とし、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）、およびガリウム（Ｇａ）からなる群より選択された少なくとも１種をさらに含むものとすることができる。錫に、これらの元素を添加すれば、融点が１３０℃以上、２３０℃以下の範囲内となるようにすることができる。
【００１１】
支持部１１の形状には、特に限定はない。支持部１１の形状は、例えば、球状、柱状、線状、ブロック状などとすることができる。なお、図１（ａ）に例示をした支持部１１の形状は、球状である。  
支持部１１の数には、特に限定はない。ただし、支持部１１の数を３以上とすれば、半導体素子１３の姿勢を安定させることができる。
【００１２】
なお、後述するように、支持部１１を溶融させた場合には、支持部１１に空隙（ボイド）１１ｂが生じる場合がある。支持部１１に空隙１１ｂが生じると、熱抵抗が大きくなるおそれがある。そのため、支持部１１の数を多くしすぎたり、支持部１１の大きさを大きくしすぎたりすれば、半導体素子１３からの放熱が図れなくなるおそれがある。  
本発明者らの得た知見によれば、第１の基体１０上において、複数の支持部１１が占める面積をＡ１、膜１２が占める面積をＡ２とした場合に、Ａ１／Ａ２≦０．０２となるようにすることが好ましい。  
この様にすれば、放熱性の低下を抑制することができる。
【００１３】
支持部１１の配設位置には、特に限定はない。ただし、膜１２が設けられる領域に、複数の支持部１１を均等に設けるようにすれば、半導体素子１３の姿勢の安定化、ひいては接合部１４の厚み寸法の均一化を図ることができる。
【００１４】
次に、図１（ｂ）に示すように、複数の支持部１１を覆うように、金属粒子を含むペーストから形成された膜１２を設ける。この場合、膜１２の上面と第１の基体１０の表面との間の距離が、支持部１１の上端と第１の基体１０の表面との間の距離よりも長くなるようにする。
【００１５】
膜１２は、例えば、スクリーン印刷法やインクジェット法などにより形成することができる。  
ペーストは、例えば、複数の金属粒子と、揮発性を有する有機溶剤と、分散剤とを含むものとすることができる。ペーストは、例えば、複数の金属粒子と、有機溶剤と、分散剤を混練することで形成することができる。膜１２の形状を維持することができるように、ペーストの粘度が調整される。ペーストの粘度は、有機溶剤の量により調整することができる。
【００１６】
金属粒子の材料（第１の金属の一例に相当する）は、例えば、銀（Ａｇ）、銅、ニッケル（Ｎｉ）などとすることができる。  
金属粒子の粒子径は、１ｎｍ以上、１００００ｎｍ以下とすることができる。この場合、ペーストには、異なる粒子径を有する金属粒子が含まれるようにしてもよいし、同等の粒子径を有する金属粒子が含まれるようにしてもよい。
【００１７】
金属粒子の粒子径を小さくすれば、焼結温度を低くすることができる。しかしながら、粒子径の小さい金属粒子は製造が難しい。そのため、ペーストには、粒子径の小さい金属粒子と、粒子径の大きい金属粒子とが含まれるようにすることができる。この様にすれば、焼結温度の低減と、金属粒子の生産性の向上を図ることができる。なお、粒子径の小さい金属粒子の混合割合は、金属粒子の材料や、許容される焼結温度などに応じて適宜決定することができる。
【００１８】
有機溶剤は、例えば、炭化水素系溶媒、高級アルコール、トルエンなどとすることができる。  
分散剤は、例えば、多価カルボン酸を含む脂肪酸、不飽和脂肪酸などを含むアニオン系分散剤、高分子系イオン性分散剤、りん酸エステル系化合物などとすることができる。
【００１９】
なお、第１の基体１０の表面に複数の支持部１１を設け、支持部１１を覆うように膜１２を設ける場合を例示したがこれに限定されるわけではない。  
例えば、第１の基体１０の表面に膜１２を設け、膜１２の上に複数の支持部１１を設けるようにすることもできる。この場合、半導体素子１３を膜１２の上面に押し付けた際に、複数の支持部１１が膜１２の内部に移動する。
【００２０】
また、複数の支持部１１をさらに添加したペーストを第１の基体１０の表面に塗布するようにしてもよい。  
すなわち、第１の基体１０の一方の表面に、複数の金属粒子を含むペーストから形成された膜１２と、膜１２の内部に設けられた複数の支持部１１とを設ける工程とすればよい。
ただし、第１の基体１０の表面に複数の支持部１１を設け、支持部１１を覆うように膜１２を設けるようにすれば、複数の支持部１１を所望の位置に設けることが容易となる。
【００２１】
次に、図１（ｃ）に示すように、膜１２の上に半導体素子１３を設ける。そして、半導体素子１３と第１の基体１０との間の距離が短くなるようにする。例えば、半導体素子１３を第１の基体１０に向けて押圧する。または、第１の基体１０を半導体素子１３に向けて押圧する。あるいは、半導体素子１３と第１の基体１０とが互いに近接するように押圧する。すると、半導体素子１３の下面が、膜１２の上面に密着する。また、半導体素子１３の下面が、複数の支持部１１の上端に密着する。そのため、複数の支持部１１により、半導体素子１３と第１の基体１０との間の距離が所定の値に保たれる。すなわち、複数の支持部１１は、半導体素子１３を支持する。
【００２２】
半導体素子１３は、例えば、パワー半導体素子や半導体発光素子などとすることができる。パワー半導体素子は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）やＭＯＳＦＥＴなどとすることができる。半導体発光素子は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）などとすることができる。
ただし、半導体素子１３は、例示をしたものに限定されるわけではない。
【００２３】
次に、図１（ｄ）に示すように、膜１２を焼結させて第１の基体１０と半導体素子１３とを接合する。膜１２を焼結させることで、接合部１４が形成される。また、膜１２を焼結させる際に、複数の支持部１１が溶融する。  
接合部１４は、焼結体となるので多孔質構造を有したものとなる。そのため、膜１２を焼結させる際に溶融した支持部１１の一部が多孔質構造の孔に侵入して、浸透部１１ａが形成される場合がある。また、支持部１１の一部が多孔質構造の孔に侵入すると、その分体積が減少するので支持部１１に空隙１１ｂが形成される場合がある。
【００２４】
焼結温度は、ペーストに含まれる金属粒子の材料および粒子径に基づいて適宜決定することができる。焼結温度は、実験やシミュレーションを行うことで求めることができる。例えば、金属粒子の材料が銀、金属粒子の平均粒子径が１００ｎｍ程度の場合には、焼結温度は、２５０℃程度とすることができる。また、例えば、金属粒子の材料が銅、金属粒子の平均粒子径が９０ｎｍ〜２．０μｍ程度の場合には、焼結温度は、２５０〜３５０℃程度とすることができる。さらには、例えば、金属粒子の材料がニッケル、金属粒子の平均粒子径が９０ｎｍ〜１０μｍ程度の場合には、焼結温度は、３５５℃程度とすることができる。
【００２５】
この場合、支持部１１の材料を錫合金とすれば、支持部１１の融点が２５０℃以下となるようにすることができる。例えば、錫に、ビスマス、インジウム、およびガリウムからなる群より選択された少なくとも１種を添加すれば、支持部１１の融点が１３０℃以上、２３０℃以下の範囲内となるようにすることができる。また、これらの元素の添加量などを調整することで、支持部１１の融点を制御することができる。
【００２６】
膜１２の焼結は、空気中において行うこともできるし、減圧雰囲気中あるいは所定のガスの雰囲気中において行うこともできる。  
膜１２の焼結は、ホットプレートや加熱炉などを用いて行うことができる。  
以上の様にして、第１の基体１０に半導体素子１３を接合することができる。
【００２７】
ここで、比較例に係る半導体装置の製造方法における接合部１４の形成について説明する。  
図２（ａ）、（ｂ）は、比較例に係る半導体装置の製造方法における接合部１４の形成を例示するための模式工程断面図である。  
まず、図２（ａ）に示すように、複数の支持部１１１を覆うように、金属粒子を含むペーストから形成された膜１２を設ける。そして、膜１２の上に半導体素子１３を設け、半導体素子１３を第１の基体１０に向けて押圧する。すると、半導体素子１３の下面が、膜１２の上面に密着する。また、半導体素子１３の下面が、複数の支持部１１１の上面に密着する。そのため、複数の支持部１１１により、半導体素子１３と第１の基体１０との間の距離が所定の値に保たれる。
【００２８】
次に、ペーストを焼結させて接合部１４を形成する。  
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、支持部１１は、ペーストに含まれる金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する材料から形成されている。  
これに対して、比較例に係る半導体装置の製造方法においては、支持部１１１は、ペーストに含まれる金属粒子の焼結温度を超える温度で溶融する材料から形成されている。支持部１１１は、例えば、銅やニッケルなどから形成されたものとすることができる。  
そのため、ペーストを焼結させて接合部１４を形成する際に、支持部１１１が溶融することがない。
【００２９】
ここで、金属粒子を含むペーストを焼結すると、金属粒子間にネック（結合部）が形成される。そして、ネックが成長することで、金属粒子間の空孔が減少するとともに、金属粒子間の距離が短くなる。そのため、接合部１４の体積は、膜１２の体積よりも小さくなる。その結果、接合部１４の厚み寸法は、膜１２の厚み寸法よりも小さくなる。  
この場合、支持部１１１は溶融しないので、半導体素子１３と第１の基体１０との間の距離が所定の値に保たれる。
【００３０】
そのため、図２（ｂ）に示すように、半導体素子１３と接合部１４との間に隙間１１２が生じる場合がある。半導体素子１３と接合部１４との間に隙間１１２が生じると、半導体素子１３と接合部１４との間の接合強度が低下したり、応力集中が生じたりする。そのため、接合部１４の信頼性が低下するおそれがある。
【００３１】
そこで、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、支持部１１は、ペーストに含まれる金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する材料から形成されている。ペーストを焼結させて接合部１４を形成する際に、支持部１１が溶融するようにすれば、接合部１４の厚み寸法が減少したとしても、半導体素子１３の下面と膜１２の上面とが密着した状態を保つことができる。  
すなわち、膜１２を焼結させて第１の基体１０と半導体素子１３とを接合する工程において、膜１２の厚み寸法が減少する。この際、複数の支持部１１が溶融することで膜１２の厚み寸法の減少に追従して半導体素子１３の位置が変化する。
【００３２】
そのため、半導体素子１３と接合部１４との間に隙間１１２が生じるのを抑制することができるので、接合部１４の信頼性を向上させることができる。焼結に伴う膜１２の厚み寸法の減少量は僅かである。したがって、半導体素子１２の傾きは、主として、膜１２の上に半導体素子１３を設け、半導体素子１３と第１の基体１０との間の距離が短くなるようにする工程で生じる。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、焼結前の半導体素子１３は支持部１１により傾きが抑制されている。そのため、膜１２の厚み寸法の減少に追従するように半導体素子１３の位置を変化させても、半導体素子１３が大きく傾くことはない。
【００３３】
次に、必要に応じて、半導体素子１３の電極と第１の基体１０とを電気的に接続する。例えば、ワイヤーボンディング法などを用いて、半導体素子１３の電極と第１の基体１０とを電気的に接続する。  
次に、半導体素子１３とワイヤーボンディング法により設けられた配線を樹脂封止する。
【００３４】
なお、配線や樹脂封止などは必ずしも必要ではない。例えば、半導体素子１３がフリップチップ接続されるものであれば、配線による接続は行う必要がない。また、半導体素子１３が金属やセラミックスなどからなるパッケージ内に格納される場合には、樹脂封止を省くことができる。
【００３５】
以上は、第１の基体１０、支持部１１、半導体素子１３、および接合部１４を有する半導体装置１の場合であるが、さらに他の要素を接合することもできる。  
図３（ａ）〜（ｆ）は、第２の基体２０をさらに接合する場合を例示するための模式工程断面図である。  
まず、図３（ａ）に示すように、第２の基体２０の一方の表面に、複数の支持部２１を設ける。複数の支持部２１は、複数の金属粒子を含むペーストから形成された膜２２が設けられる領域に設けられる。
第２の基体２０は、例えば、ヒートスプレッダ、放熱板、ヒートシンクなどの放熱部材とすることができる。  
放熱部材は、例えば、銅合金やアルミニウム合金などの熱伝導率の高い金属から形成することができる。
【００３６】
支持部２１は、ペーストに含まれる金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する材料から形成されている。支持部２１の材料は、支持部１１の材料と同じとすることができる。支持部２１の材料が錫合金である場合には、添加される元素（例えば、ビスマス、インジウム、ガリウム）の量を調整することで、支持部２１の融点が支持部１１の融点と異なるものとなるようにすることができる。この場合、支持部２１の融点が支持部１１の融点よりも低くなるようにすれば、膜２２を焼結させる際に支持部１１が溶融するのを抑制することができる。そのため、空隙１１ｂが成長するのを抑制することができる。  
支持部２１の形状、数、および占有面積は、支持部１１の形状、数、および占有面積と同じとすることもできるし、異なるものとすることもできる。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示すように、複数の支持部２１を覆うように、金属粒子を含むペーストから形成された膜２２を設ける。この場合、膜２２の上面と第２の基体２０の表面との間の距離が、支持部２１の上端と第２の基体２０の表面との間の距離よりも長くなるようにする。
【００３８】
膜２２は、例えば、スクリーン印刷法やインクジェット法などにより形成することができる。    
膜２２を形成するためのペーストに含まれる有機溶剤および分散剤は、膜１２を形成するためのペーストに含まれる有機溶剤および分散剤と同じとすることもできるし、異なるものとすることもできる。
【００３９】
膜２２を形成するためのペーストに含まれる金属粒子の材料および粒子径は、膜１２を形成するためのペーストに含まれる金属粒子の材料および粒子径と同じとすることもできるし、異なるものとすることもできる。  
この場合、金属粒子の材料および粒子径の少なくともいずれかを変えることで、膜２２の焼結温度が膜１２の焼結温度と異なるものとなるようにすることができる。例えば、膜２２に含まれる金属粒子の粒子径が、膜１２に含まれる金属粒子の粒子径よりも小さくなるようにすることで、膜２２の焼結温度が膜１２の焼結温度よりも低くなるようにすることができる。この様にすれば、膜２２を焼結させる際に支持部１１が溶融するのを抑制することができる。
【００４０】
なお、第２の基体２０の表面に複数の支持部２１を設け、支持部２１を覆うように膜２２を設ける場合を例示したがこれに限定されるわけではない。  
例えば、第２の基体２０の表面に膜２２を設け、膜２２の上に複数の支持部２１を設けるようにすることもできる。この場合、第１の基体１０または半導体素子１３を膜２２の上面に押し付けた際に、複数の支持部２１が膜２２の内部に移動する。
【００４１】
また、複数の支持部２１をさらに添加したペーストを第２の基体２０の表面に塗布するようにしてもよい。  
すなわち、第２の基体２０の一方の表面に、複数の金属粒子を含むペーストから形成された膜２２と、膜２２の内部に設けられた複数の支持部２１とを設ける工程とすればよい。
ただし、第２の基体２０の表面に複数の支持部２１を設け、支持部２１を覆うように膜２２を設けるようにすれば、複数の支持部２１を所望の位置に設けることが容易となる。
【００４２】
次に、図３（ｃ）に示すように、膜２２の上に、半導体装置１の第１の基体１０側を設ける。そして、半導体装置１を第２の基体２０に向けて押圧する。すると、第１の基体１０の下面が、膜２２の上面に密着する。また、第１の基体１０の下面が、複数の支持部２１の上端に密着する。そのため、複数の支持部２１により、半導体装置１と第２の基体２０との間の距離が所定の値に保たれる。すなわち、複数の支持部２１は、半導体装置１を支持する。
また、図３（ｄ）に示すように、膜２２の上に、半導体装置１の半導体素子１３側を設けることもできる。
【００４３】
また、半導体装置１の第１の基体１０側および半導体装置１の半導体素子１３側のそれぞれに、支持部２１および膜２２が設けられた第２の基体２０を設けることもできる。  
すなわち、第２の基体２０は、半導体装置１の第１の基体１０側および半導体素子１３側の少なくともいずれかに接合することができる。
【００４４】
次に、図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、膜２２を焼結させて第２の基体２０と半導体装置１とを接合する。膜２２を焼結させることで、接合部２４が形成される。また、膜２２を焼結させる際に、複数の支持部２１が溶融する。  
膜２２の焼結は、膜１２の焼結と同様とすることができる。
【００４５】
接合部２４は、焼結体となるので多孔質構造を有したものとなる。そのため、膜２２を焼結させる際に溶融した支持部２１の一部が多孔質構造の孔に侵入して、浸透部２１ａが形成される場合がある。また、支持部２１の一部が多孔質構造の孔に侵入すると、その分体積が減少するので支持部２１に空隙２１ｂが形成される場合がある。
以上の様にして、第２の基体２０に半導体装置１を接合することができる。
【００４６】
支持部２１は、ペーストに含まれる金属粒子の焼結温度以下の温度で溶融する材料から形成されている。ペーストを焼結させて接合部２４を形成する際に、支持部２１が溶融するようにすれば、接合部２４の厚み寸法が減少したとしても、第１の基体１０の下面または半導体素子１３の下面と、膜２２の上面とが密着した状態を保つことができる。  
すなわち、膜２２を焼結させて第２の基体２０と半導体装置１とを接合する工程において、膜２２の厚み寸法が減少する。この際、複数の支持部２１が溶融することで膜２２の厚み寸法の減少に追従して半導体装置１の位置が変化する。
【００４７】
そのため、半導体装置１と接合部２４との間に隙間１１２が生じるのを抑制することができるので、接合部２４の信頼性を向上させることができる。なお、焼結に伴う膜２２の厚み寸法の変化量は僅かである。したがって、半導体装置１の傾きは、主として、膜２２の上に半導体装置１を設け、半導体装置１と第２の基体２０との間の距離が短くなるようにする工程で生じる。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法においては、焼結前の半導体装置１は支持部２１により傾きが抑制されている。そのため、膜２２の厚み寸法の減少に追従するように半導体装置１の位置を変化させても、半導体装置１が大きく傾くことはない。
【００４８】
図１（ｄ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１は、第１の基体１０、支持部１１、半導体素子１３、および接合部１４を有する。  
半導体素子１３は、第１の基体１０の上に設けられている。  
支持部１１は、第１の基体１０と半導体素子１３との間に設けられている。支持部１１は、複数設けることができる。支持部１１の数は、３つ以上とすることができる。  
接合部１４は、第１の基体１０と半導体素子１３との間に設けられている。接合部１４は、複数の支持部１１を覆っている。
【００４９】
前述したように、支持部１１に含まれる金属の融点は、接合部１４に含まれる金属の焼結温度以下となっている。支持部１１に含まれる金属の融点は、例えば、１３０℃以上、２３０℃以下とすることができる。接合部１４に含まれる金属の焼結温度は、２３０℃を超えるものとすることができる（例えば、２５０℃）。  
支持部１１に含まれる金属は、錫合金とすることができる。錫合金は、錫と、ビスマス、インジウム、およびガリウムからなる群より選択された少なくとも１種と、を含むものとすることができる。
【００５０】
第１の基体１０上において、複数の支持部１１が占める面積をＡ１、膜１２が占める面積をＡ２とした場合に、Ａ１／Ａ２≦０．０２とすることができる。
【００５１】
接合部１４は、多孔質構造を有した焼結体である。多孔質構造の孔には、支持部１１の一部からなる浸透部１１ａが設けられているようにすることができる。また、支持部１１には空隙１１ｂが設けられているようにすることができる。  
接合部１４に含まれる金属は、銀、銅、ニッケルなどとすることができる。
【００５２】
図３（ｅ）、（ｆ）に示すように、本実施の形態に係る半導体装置は、第２の基体２０、支持部２１、および接合部２４をさらに有することができる。  
第２の基体２０は、半導体装置１の第１の基体１０側および半導体素子１３側の少なくともいずれかに接合することができる。
【００５３】
支持部２１は、半導体装置１の第１の基体１０側および半導体素子１３側の少なくともいずれかに設けられている。支持部２１は、複数設けることができる。支持部２１の数は、３つ以上とすることができる。  
接合部２４は、半導体装置１の第１の基体１０側および半導体素子１３側の少なくともいずれかに設けられている。接合部２４は、複数の支持部１１を覆っている。
【００５４】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  半導体装置、１０  第１の基体、１１  支持部、１１ａ  浸透部、１１ｂ  空隙、１２  膜、１３  半導体素子、１４  接合部、２０  第２の基体、２１  支持部、２２  膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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