(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｃｕが用いられた放熱体に対して、ＡｌＮまたはＳｉ3Ｎ4の絶縁基板を組み合わせた場合において、冷熱サイクル寿命を向上させ、信頼性を向上させる半導体装置を提供する。【解決手段】絶縁基板１２と、絶縁基板１２の第１の主面上に搭載された、少なくとも１つの半導体素子１１と、絶縁基板１２の半導体素子１１が搭載された第１の主面とは反対側の第２の主面にはんだ部材１４を介して接合された放熱体１３と、を有し、はんだ部材１４は少なくとも錫、アンチモンを含有し、アンチモンの含有量が７重量％以上、１５重量％以下である半導体装置１０が提供される。これによって、半導体装置１０の信頼性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の第１の主面上に搭載された、少なくとも１つの半導体素子と、
前記絶縁基板の前記半導体素子が搭載された前記第１の主面とは反対側の第２の主面にはんだ部材を介して接合された放熱体と、
を備え、
前記はんだ部材は少なくとも錫、アンチモンを含有し、前記アンチモンの含有量が７重量％以上、１５重量％以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁基板の前記第１の主面上に前記半導体素子が、鉛を含まないはんだ合金を介して搭載されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁基板の前記第１の主面上に前記半導体素子が、前記はんだ部材を介して搭載されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁基板は、酸化アルミニウム、窒化珪素または窒化アルミニウムで構成され、さらに前記絶縁基板の前記第１の主面および前記第２の主面に銅またはアルミニウムで構成された導電層が形成されており、
前記放熱体は、銅または銅合金で構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項５】
前記はんだ部材は、ゲルマニウムをさらに含有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
前記放熱体は、放熱板であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記放熱板の内部に、前記放熱板を冷却する冷媒が流れる流路を有することを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
【請求項８】
前記放熱体は、放熱フィンであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項９】
前記放熱フィンが、前記放熱フィンを冷却する冷媒と接触していることを特徴とする請求項８記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置に関し、特に、半導体素子が実装された絶縁基板が放熱体上に接合された構造を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大電流・高電圧環境下でも動作可能なパワー半導体モジュールが一般産業用途または車載用途など様々な分野で用いられるようになってきている。パワー半導体モジュールは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）およびＦＷＤ（Free Wheel Diode）といった半導体装置が用いられて構成されている。
【０００３】
半導体装置は、例えば、セラミックスで構成される絶縁基板に半導体素子が実装されており、動作させると半導体素子が発熱する。半導体装置の絶縁基板と、放熱フィンなどの金属製の放熱体とがはんだ部材により接合される。そして、半導体素子からの発熱が放熱体を介して外部に放散されて半導体装置が冷却される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このように熱膨張係数差が大きな絶縁基板と放熱体とがはんだ部材によって接合される半導体装置は、上述の通り、一般産業用途ならびに車載用途などの様々な環境で用いられるため、高信頼性が必要となる。そこで、放熱体として、アルミニウム（Ａｌ）−シリコンカーバイド（ＳｉＣ）複合材料、銅（Ｃｕ）−モリブデン（Ｍｏ）複合材料などの、絶縁基板の熱膨張係数に近い部材が用いられている。その他、絶縁基板と放熱体との接合にはんだ部材を利用しない新たな構造が提案されている。
【０００５】
ところが、このような方法による高信頼性化が行われた半導体装置には次のような問題があった。まず、放熱体として用いられる、Ａｌ−ＳｉＣ複合材料、Ｃｕ−Ｍｏ複合材料は高価であって、リサイクル効率が低い。次に、絶縁基板と放熱体との接合にはんだ部材を用いない構造においても、接触熱抵抗の低減にかかるコストが嵩み、パワー半導体モジュールへの取り付け作業が煩雑となる。
【０００６】
そこで、高信頼性が確保された、低コストの半導体装置として、絶縁基板と放熱体との接合に、錫（Ｓｎ）を主成分として、５重量％程度のアンチモン（Ｓｂ）が含有されたはんだ部材が用いられるようになっている。このはんだ部材は、従来の組み立て方法や製造装置をそのまま用いることができ、冷熱サイクル寿命が３０００サイクルを達成し、高信頼性の確保と低コストとの両方を満足できる。現在、主として、このはんだ部材と、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）系の絶縁基板、金属系の放熱体の利用が最適な組み合わせとなっている。
【０００７】
また、パワー半導体モジュールの用途は今後ますます多様化するとともに、信頼性の高度化が要求される。上記の最適な組み合わせの構造に対しても、低コストを維持しながら更なる高信頼性化を図っていく必要がある。そこで、更なる小型化・高出力化による発熱密度の増大などから、熱伝導率の高い窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4などの高熱伝導セラミックスが適用された絶縁基板の必要性が生じている。
【特許文献１】特開２００６−２０２８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＡｌＮやＳｉ3Ｎ4などの高熱伝導セラミックスが適用された絶縁基板は、熱伝導率はＡｌ2Ｏ3系に比べて高いが、熱膨張係数がＡｌ2Ｏ3系に比べて小さい。このため、Ｃｕが用いられた放熱体に対して、これらの絶縁基板を用いると、Ａｌ2Ｏ3系を用いた場合と比較して、熱膨張係数差が大きくなる。
【０００９】
このため、Ｃｕが用いられた放熱体に対して、ＡｌＮまたはＳｉ3Ｎ4の絶縁基板を組み合わせると、Ａｌ2Ｏ3系の絶縁基板を組み合わせた場合と比較して、はんだ部材に負荷される応力が大きくなる。したがって、比較的熱劣化しにくい５重量％程度のＳｂを含有するはんだ部材を用いても冷熱サイクル寿命が減少して、信頼性が低下するという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、信頼性が向上した半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、半導体素子が実装された絶縁基板が放熱体上に接合された構造を有する半導体装置が提供される。
この半導体装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板の第１の主面上に搭載された、少なくとも１つの半導体素子と、前記絶縁基板の前記半導体素子が搭載された前記第１の主面とは反対側の第２の主面にはんだ部材を介して接合された放熱体と、を有し、前記はんだ部材は少なくとも錫、アンチモンを含有し、前記アンチモンの含有量が７重量％以上、１５重量％以下である。
【発明の効果】
【００１２】
上記半導体装置では、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されるものではない。また、以下の図面の記載において、同一または類似の部分は同一または類似の符号を付している。
【００１４】
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る半導体装置の要部断面図である。
半導体装置１０は、図１に示されるように、半導体素子１１と、半導体素子１１が主面に実装された絶縁基板１２と、絶縁基板１２の、主面と反対側の面に接合された放熱体１３とを有する。
【００１５】
半導体素子１１は、両面に金属膜から構成される表面電極および裏面電極（共に図示を省略）がそれぞれ設けられている。また、半導体素子１１の裏面電極は、はんだ部材１４ａによって絶縁基板１２と接合される。なお、はんだ部材１４ａには、鉛（Ｐｂ）を含まない各種のはんだ合金、例えば、Ｓｎ−銀（Ａｇ）系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−インジウム（Ｉｎ）系、Ｓｎ−ビスマス（Ｂｉ）系、Ｓｎ−Ｓｂ系（Ｓｎを主成分とし、これにＡｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｂなどのいずれか１種類の元素を添加したものや、複数の元素を添加し合金としたもの）を用いることができる。好ましくは後述するはんだ部材１４と同じ合金を用いるとよい。
【００１６】
絶縁基板１２は、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮまたはＳｉ3Ｎ4のいずれかを主剤としたセラミックス基板１２ｂを有する。セラミックス基板１２ｂの両面には導電層１２ａ，１２ｃがそれぞれ接合されている。導電層１２ａは、電気回路となる金属製の導電パターンであって、半導体素子１１の裏面電極とはんだ部材１４ａを介して接合される。また、導電層１２ｃも、電気回路となる金属製の導電パターンである。導電層１２ａ，１２ｃは、Ａｌで構成されていてもよいが、安価で熱伝導性に優れたＣｕで構成されることが好ましい。
【００１７】
放熱体１３は、絶縁基板１２の導電層１２ｃとはんだ部材１４を介して接合されている。また、放熱体１３は、例えば、半導体パッケージ（図示を省略）の外部冷却体への熱伝導体となる。放熱体１３は、Ａｌ−ＳｉＣ、Ｃｕ−Ｍｏなどの複合材料で構成されてもよいが、安価で熱伝導性に優れたＣｕで構成されることが好ましい。
【００１８】
このような構成を有する半導体装置１０で、絶縁基板１２の導電層１２ｃと、放熱体１３との接合部には、セラミックス基板１２ｂと放熱体１３との熱膨張係数の相違による熱歪みが発生する。特に、セラミックス基板１２ｂと、Ｃｕで構成される放熱体１３との熱膨張係数の差は他の組み合わせよりも比較的大きいため、この場合の接合部に発生する熱歪みも比較的顕著に現れる。放熱体１３にＣｕよりも熱膨張係数が小さな、例えば、Ａｌ−ＳｉＣの複合材料、Ｃｕ−Ｍｏの複合材料などの適用が考えられるが、これらの複合材料は、Ｃｕと比較して高価であり、熱伝導率も低く、半導体装置１０の放熱特性が低下してしまう。
【００１９】
そこで、導電層１２ｃと放熱体１３にＣｕを採用し、これらの接合に用いるはんだ部材１４の最適な組成として、Ｓｎを主成分としたＳｎ−Ｓｂはんだ合金に対して、７重量％以上、１５重量％以下の、より好ましくは、８重量％以上、１０重量％以下のＳｂを含有させることとする。
【００２０】
以下に、このはんだ部材の最適な組成の決定について説明する。
なお、はんだ部材の最適な組成の決定には、あらかじめ、複数の組成のはんだ部材を用意しておき、それぞれのはんだ部材についての熱疲労寿命を評価して、最適な組成を決定することとする。あらかじめ用意しておくはんだ部材の組成は、Ｓｎを主成分としたＳｎ−Ｓｂはんだ合金全体に対して、５重量％、６重量％、８重量％、１０重量％、１３重量％、１５重量％のＳｂをそれぞれ含有させておいたものである。
【００２１】
熱疲労寿命の評価は、これらのはんだ部材が用いられたサンプルに対して行う。なお、これらのはんだ部材はＳｎおよびＳｂの各原料を電気炉中で溶解することにより調整される合金である。各原料の純度は９９．９９重量％以上であり不純物を不可避的に含む。したがって上記各はんだ部材にも不可避的な不純物を含む。
【００２２】
図２は、第１の実施の形態に係る熱疲労寿命の評価を行うためのサンプルを示す断面図である。
サンプル２０は、図２に示されるように、セラミックス基板２２ｂと、セラミックス基板２２ｂの表裏面に接合させた、Ｃｕで構成される導電層２２ａ，２２ｃとを有する絶縁基板２２を用意している。この絶縁基板２２の導電層２２ｃに対してＣｕで構成される放熱体２３をそれぞれの組成のはんだ部材で接合している。なお、絶縁基板２２のセラミックス基板２２ｂはＡｌ2Ｏ3系ならびにＳｉ3Ｎ4系の２種類のセラミックスを用いた。
【００２３】
また、このサンプル２０に対して、冷熱サイクル試験を実施した。この冷熱サイクル試験では、所定の時間間隔で、サンプル２０の雰囲気温度を約−４０℃以上、約１２５℃以下で１周り変化させて１サイクルとし、これを２０００サイクル〜５０００サイクル繰り返した。そのサイクル間に放熱体２３とはんだ部材２４との接合部に生じる亀裂Ｘの長さを指標として評価した。なお、絶縁基板２２は、外縁部から中央部に向かって応力を受ける。そこで、冷熱サイクル試験では、このときに生じる亀裂Ｘの長さをサンプルの熱疲労寿命の指標とした。また熱疲労寿命の指標として、亀裂の長さに代わって、亀裂占有面積率を用いてもかまわない。これは、導電層と接するはんだ部材の接触面積に対する、接合部に生じた亀裂の面積の比である。
【００２４】
それでは、次にこの結果について説明する。
まず、セラミックス基板２２ｂがＡｌ2Ｏ3で構成される場合について説明する。
図３は、第１の実施の形態に係るセラミックス基板が酸化アルミニウムの場合のサイクル回数に対する亀裂の長さを示すグラフである。なお、図３では、ｘ軸方向は冷熱サイクル試験のサイクル回数［サイクル］を、ｙ軸方向は冷熱サイクルに対する平均亀裂の長さ［ｍｍ］をそれぞれ示している。また、はんだ部材２４が５重量％と６重量％、および１３重量％と１５重量％のＳｂをそれぞれ含有している場合の結果は、それぞれほぼ同じ結果が得られた。そこで図３には５重量％および１３重量％のデータのみをそれぞれ表している。また、７重量％については記載していないが、８重量％と同じ効果が認められた。Ａｌ2Ｏ3を用いた場合のセラミックス基板２２ｂの厚さは、例えば、約０．２ｍｍ以上、約０．４ｍｍ未満であるとする。
【００２５】
図３に示されるように、Ｓｂの添加を増加していき、添加量が８重量％になると、冷熱サイクル回数に対する平均亀裂の長さが著しく減少している。さらにＳｂの添加量を増加させると、平均亀裂の長さも減少している。したがって、熱疲労寿命が向上したことがわかる。
【００２６】
次に、セラミックス基板２２ｂがＳｉ3Ｎ4である場合について説明する。
図４は、第１の実施の形態に係るセラミックス基板が窒化珪素の場合のサイクル回数に対する亀裂の長さを示すグラフである。なお、図４でも図３と同様に、ｘ軸方向は冷熱サイクル試験のサイクル回数［サイクル］を、ｙ軸方向は冷熱サイクルに対する平均亀裂の長さ［ｍｍ］をそれぞれ示している。また、はんだ部材２４が５重量％と６重量％、および１３重量％と１５重量％のＳｂをそれぞれ含有している場合の結果は、それぞれほぼ等しかった。そこで図４には５重量％、および１３重量％のデータのみをそれぞれ表している。また、７重量％については記載していないが、８重量％と同じ効果が認められた。Ｓｉ3Ｎ4を用いた場合のセラミックス基板２２ｂの厚さは、例えば、約０．２ｍｍ以上、約０．７ｍｍ未満であるとする。
【００２７】
図４でも、図３と同様に、Ｓｂの添加を増加していき、添加量が８重量％になると、冷熱サイクル回数に対する平均亀裂の長さが著しく減少している。さらにＳｂの添加量を増加させると、平均亀裂の長さも減少している。したがって、熱疲労寿命が向上したことがわかる。
【００２８】
なお、絶縁基板にＳｉ3Ｎ4を用いた場合には、同じサイクル回数であっても、Ａｌ2Ｏ3の場合に比べて亀裂の長さが長い。例えば、Ｓｂの含有量が５重量％で３０００サイクルの場合には、Ａｌ2Ｏ3では亀裂長さは３ｍｍ弱であるが、Ｓｉ3Ｎ4では１１ｍｍ程度にもなる。図３および図４の結果によれば、Ｓｉ3Ｎ4からなる絶縁基板を用いる場合には、Ｓｂの含有量を８重量％以上とすればＡｌ2Ｏ3と同等の寿命を確保できることがわかる。
【００２９】
なお、セラミックス基板２２ｂに厚さが、例えば、約０．５ｍｍ以上、約０．８ｍｍ未満のＡｌＮを用いた場合の結果については、図示しないが、図３および図４と同様に、Ｓｂの添加を増加していき、添加量が８重量％になると、冷熱サイクル回数に対する平均亀裂の長さが著しく減少し、その後、Ｓｂの添加量の増加につれて平均亀裂の長さが減少したことが確認された。
【００３０】
このような熱疲労寿命の向上には次のような理由が考えられる。すなわち、ＳｎにＳｂを添加することにより、はんだ部材２４の耐熱性と熱疲労強度とが向上する。さらに、溶融温度が高くなって、耐熱性が向上し、熱ストレスによってＳｎの結晶粒子の粗大化が抑制されて、熱疲労寿命が向上する。なお、Ｓｂの添加量が増加するにつれて、熱疲労寿命は向上するが、Ｓｂの添加量が１５重量％を超えると、液相線温度が３００℃を超えるために、組立工程に支障をきたす恐れがある。
【００３１】
したがって、図３および図４の冷熱サイクル試験の結果から、Ｓｎを主成分として、７重量％以上、１５重量％以下、より好ましくは、８重量％以上、１０重量％以下のＳｂを含有させたはんだ部材２４が、絶縁基板２２と放熱体２３との接合に適している。
【００３２】
以上のことから、図１で示された半導体装置１０では、絶縁基板１２の導電層１２ｃと放熱体１３との接合に、Ｓｎを主成分として、７重量％以上、１５重量％以下、より好ましくは、８重量％以上、１０重量％以下のＳｂを含有するはんだ部材１４を用いた。
【００３３】
このような組成から構成されるはんだ部材によって接合された絶縁基板と放熱体とを有する半導体装置は、Ｓｉ3Ｎ4やＡｌＮなどの高熱伝導率・低熱膨張のセラミックス基板と、低コスト・高熱伝導率のＣｕで構成された放熱板とを組み合わせても高い熱疲労寿命を確保できる。これにより、放熱板に高価な複合材料を用いる必要がなく、低コストと高信頼性が確保された半導体装置を提供できる。
【００３４】
次に、第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態を踏まえたパワー半導体モジュールの構成の１例を挙げている。
【００３５】
図５は、第２の実施の形態に係るパワー半導体モジュールの要部断面図である。
パワー半導体モジュール４０は、図５に示されるように、半導体装置３０と、半導体装置３０とボンディングワイヤ４２ａを介して接続された外部導出端子４２と、放熱フィン３３と接続されている。なお、放熱フィン３３は冷媒４７が内部に充填された冷却体４６と接触している。これらが、外囲樹脂ケース４１に収容されて、上部を封止樹脂剤４５で埋められた上蓋４４により封止されている。
【００３６】
半導体装置３０は、半導体素子３１と、半導体素子３１が主面に実装された絶縁基板３２とを有する。
半導体素子３１は、両面に金属膜から構成される表面電極および裏面電極（共に図示を省略）がそれぞれ設けられている。また、半導体素子３１の裏面電極は、はんだ部材３４ａによって絶縁基板３２と接合される。はんだ部材３４ａは、後述するはんだ部材３４と同じ構成要素のものを用いる。
【００３７】
絶縁基板３２は、第１の実施の形態と同様に、例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4またはＡｌＮのいずれかを主剤としたセラミックス基板３２ｂを有する。なお、Ａｌ2Ｏ3を用いた場合のセラミックス基板３２ｂの厚さは、例えば、約０．２ｍｍ以上、約０．４ｍｍ未満、Ｓｉ3Ｎ4の場合は、約０．２ｍｍ以上、約０．７ｍｍ未満、ＡｌＮの場合は、約０．５ｍｍ以上、約０．８ｍｍ未満とすることができる。
【００３８】
セラミックス基板３２ｂの両面には導電層３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３，３２ｃがそれぞれ接合されている。なお、導電層３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３，３２ｃの厚さは、例えば、約０．２ｍｍ以上、約１．０ｍｍ未満とすることができる。導電層３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３は、電気回路となる金属製の導電パターンであって、特に、導電層３２ａ２は半導体素子３１の裏面電極とはんだ部材３４ａを介して接合されている。さらに、導電層３２ａ１，３２ａ３は、半導体素子３１および外部導出端子４２とボンディングワイヤ４２ａを介してそれぞれに接続されている。また、導電層３２ｃも、電気回路となる金属製の導電パターンである。導電層３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３，３２ｃは、Ａｌで構成されていてもよいが、安価で熱伝導性に優れたＣｕで構成されることが好ましい。導電層３２ｃは、はんだ部材３４を介して、放熱フィン３３と接合されている。
【００３９】
はんだ部材３４，３４ａは、第１の実施の形態で説明した通り、Ｓｎを主成分として、７重量％以上、１５重量％以下、より好ましくは、８重量％以上、１０重量％以下のＳｂを含有している。また、はんだ部材３４，３４ａはＰｂを含有していないために、環境への害も抑えられる。なお、はんだ部材３４ａを、はんだ部材３４と同じ材料にすることにより、絶縁基板３２と半導体素子３１との接合信頼性がさらに向上する。また、同じ材料のはんだ部材３４，３４ａを用いることで、異なるはんだ部材を用いる場合よりも、製造が容易となり製造コストが抑えられる。さらに、このようなはんだ部材３４，３４ａに対して、導電層３２ｃと放熱フィン３３、および半導体素子３１と導電層３２ａ２の接合性を向上させるために、ゲルマニウム（Ｇｅ）を添加することが好ましい。
【００４０】
外部導出端子４２は、外部からの電圧を、ボンディングワイヤ４２ａを介して半導体装置３０に供給することができる。
外囲樹脂ケース４１は、内部に半導体装置３０を収容することができる。例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂またはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂によって構成されている。なお、内部に収容された半導体装置３０は、ゲル状充填材４３によって埋められて固定される。
【００４１】
上蓋４４は、外囲樹脂ケース４１の内部に収容されて、ゲル状充填材４３で固定された半導体装置３０に対する蓋となる。上蓋４４は、封止樹脂剤４５で埋められ固定されている。上蓋４４は、例えば、ＰＰＳ樹脂またはＰＢＴ樹脂によって構成されている。
【００４２】
放熱フィン３３は、絶縁基板３２の導電層３２ｃと接合する反対側の面には、櫛形状の溝加工が施されている。放熱フィン３３は、Ａｌ−ＳｉＣ、Ｃｕ−Ｍｏなどの複合材料で構成されてもよいが、安価で熱伝導性に優れたＣｕで構成されることが好ましい。また、放熱フィン３３に代わって、第１の実施の形態と同様に放熱板を設置しても構わない。この場合、放熱板の厚さは、例えば、約２ｍｍ以上、約５ｍｍ未満とすることができる。
【００４３】
冷却体４６は、放熱フィン３３に取り付けられており、内部に、例えば、水または水とエチレングリコールの混合液（不凍液）などの材料から構成される冷媒４７が充填されている。この冷媒は前記溝加工部に接する。また、放熱フィン３３および冷却体４６に代えて、水などの冷媒が流れる流路が内部に形成された放熱板を半導体装置３０に接触させてもよい。
【００４４】
このような構成のパワー半導体モジュール４０においても、第１の実施の形態と同様に、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮなどの高熱伝導率・低熱膨張のセラミックス基板と、低コスト・高熱伝導率のＣｕで構成された放熱板とを組み合わせても高い熱疲労寿命を確保できる。これにより、放熱板に高価な複合材料を用いる必要がないため、低コストと高信頼性が確保された半導体装置が提供できる。
【００４５】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施の形態に係る半導体装置の要部断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る熱疲労寿命の評価を行うためのサンプルを示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るセラミックス基板が酸化アルミニウムの場合のサイクル回数に対する亀裂の長さを示すグラフである。
【図４】第１の実施の形態に係るセラミックス基板が窒化珪素の場合のサイクル回数に対する亀裂の長さを示すグラフである。
【図５】第２の実施の形態に係るパワー半導体モジュールの要部断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  半導体装置
１１  半導体素子
１２  絶縁基板
１２ａ，１２ｃ  導電層
１２ｂ  セラミックス基板
１３  放熱体
１４，１４ａ  はんだ部材
【図１】
2009283741.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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