半导体装置的制作方法

1.本公开涉及具备半导体元件的半导体装置。


背景技术：

2.以往，搭载有mosfet、igbt等半导体元件的半导体装置广为人知。专利文献1中公开了这样的半导体装置的一例。该半导体装置中，支撑基板(绝缘基板)上形成有金属图案(导电部)。半导体元件介由导电性接合材与该金属图案接合。
3.使用专利文献1中公开的半导体装置时，从半导体元件产生热，周围的温度上升。特别是导电性接合材，有时会暴露于高温。导电性接合材反复暴露于高温时，该导电性接合材的状态会发生变化。结果，有可能损害半导体元件与金属图案的导通状态。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2009
‑
158787号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.鉴于上述情况，本公开的一个课题在于，提供适合于通过维持半导体元件与导电部的适当接合状态，从而提高对于该接合状态的可靠性的半导体装置。
9.用于解决课题的方法
10.本公开的一个方面提供的半导体装置，具备：具有主面的导电部、搭载于前述主面的半导体元件、以及存在于前述导电部与前述半导体元件之间、使前述导电部与前述半导体元件导通接合的导电性接合材，前述导电性接合材包含金属基层、第1接合层和第2接合层，前述第1接合层存在于前述金属基层与前述半导体元件之间，通过金属的固相扩散与前述半导体元件接合，前述第2接合层存在于前述金属基层与前述导电部之间，通过金属的固相扩散与前述导电部接合。
11.本公开的其他特征和优点参照附图通过以下进行的详细说明来阐明。
附图说明
12.图1为显示第1实施方式涉及的半导体装置的立体图。
13.图2为图1所示的半导体装置的平面图。
14.图3为沿图2的iii
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iii线的截面图。
15.图4为沿图2的iv
‑
iv线的截面图。
16.图5为图3的部分放大图。
17.图6为图5的部分放大图。
18.图7为图6的a部放大图。
19.图8为图6的b部放大图。
20.图9为图6的c部放大图。
21.图10为图6的d部放大图。
22.图11为用于对半导体元件与导电部的接合方法进行说明的图。
23.图12为显示第2实施方式涉及的半导体装置的平面图。
24.图13为图12所示半导体装置的仰视图。
25.图14为沿图12的xiv
‑
xiv线的截面图。
26.图15为图14的部分放大图。
27.图16为图15的部分放大图。
28.图17为图16的a部放大图。
29.图18为图16的b部放大图。
30.图19为图16的c部放大图。
31.图20为图16的d部放大图。
32.图21为显示第3实施方式涉及的半导体装置的平面图。
33.图22为沿图21的xxii
‑
xxii线的截面图。
34.图23为图22的部分放大图。
35.图24为图23的部分放大图。
36.图25为图24的a部放大图。
37.图26为图24的b部放大图。
38.图27为图24的c部放大图。
39.图28为图24的d部放大图。
具体实施方式
40.以下基于本公开的优选实施方式，参照附图具体地进行说明。
41.本公开中的“第1”、“第2”、“第3”等用语是简单地作为标记使用的，并不意味着对这些对象物标记顺序。
42.根据图1～图10，对第1实施方式涉及的半导体装置a10进行说明。图示的半导体装置a10具备支撑基板10、多个导电部20、第1输入端子31、第2输入端子32、第1输出端子33、第2输出端子34、多个半导体元件40和密封树脂80(在图1中省略)。除了这些以外，半导体装置a10还具备一对绝缘层26、一对栅极布线层271、一对检测布线层272、一对栅极端子35和一对检测端子36。各半导体元件40例如为mosfet，半导体装置a10例如为电力转换装置(电源模块)。半导体装置a10用于马达的驱动源、各种电气制品的变频装置和dc/dc转换器等。图2～图4中，透过密封树脂80进行显示(参照双点划线)。
43.半导体装置a10的说明中，例如如图1所示，将贯穿支撑基板10(或导电部20)的厚度延伸的方向设为“z方向”(有时也称为“厚度方向”)。将与z方向正交的一个方向设为“x方向”，将与z方向和x方向双方正交的方向设为“y方向”。如图2所示，半导体装置a10在z方向上观察时(换句话说平面观察时)为矩形。此外，x方向与半导体装置a10的一条边(例如图2中左侧的边)平行，y方向与半导体装置a10的另一边(例如图2中下侧的边)平行。半导体装置a10的说明中，在任意方向上存在相互分开配置的2个构件a和b(或2组a和b)时，有时会描述为“构件a位于(相对于构件b)该方向的一侧”或“构件b位于(相对于构件a)该方向的另一
侧”等。由此，图2中，例如描述为“第1输入端子31、第2输入端子32配置在x方向的一侧，第1输出端子33、第2输出端子34配置在x方向的另一侧”。需说明的是，“一侧”和“另一侧”也可以与该例子相反。
44.如图1～图4所示，支撑基板10支撑多个导电部20。在图示的例子中，支撑基板10在z方向上观察时为正方形。支撑基板10在z方向上具有朝向相互相反侧(相互分开)的支撑面10a和底面10b。支撑面10a与各导电部20相对。如图3、图4所示，底面10b从密封树脂80露出。将半导体装置a10安装于例如散热器时，底面10b与该散热器相对。在图示的例子中，支撑基板10包含第1支撑板11、第2支撑板12和底板13。
45.如图3和图4所示，第1支撑板11在z方向上位于第2支撑板12与底板13之间。第1支撑板11具有电绝缘性。第1支撑板11的构成材料是导热性优异的陶瓷。作为该陶瓷，可列举例如氮化铝(aln)。
46.各第2支撑板12层叠在第1支撑板11上，具有支撑面10a。第2支撑板12上接合有对应的1个导电部20。第2支撑板12是金属制的，例如由金属箔构成。第2支撑板12由铜(cu)或铜合金构成，具有导电性。在图示的例子中，第2支撑板12具有第1区域121、第2区域122和第3区域123三个区域(支撑板)。该3个区域是相互分开的。
47.底板13在与第2支撑板12相反侧层叠在第1支撑板11上。底板13包含底面10b。底板13与第2支撑板12相同，是金属制的，例如由铜或铜合金形成的金属箔构成。第2支撑板12具有导电性。由图3和图4可以理解，在z方向上观察时，底板13的面积比第1支撑板11的面积小。第1支撑板11的周缘位于比底板13的周缘更靠外侧。由此，在z方向上观察时，支撑基板10上设有包围底板13的凹部13a。凹部13a被密封树脂80覆盖。
48.支撑基板10例如可以通过使用dbc(direct bonded copper，直接敷铜)基板来形成。dbc基板由陶瓷板、以及从z方向的两侧夹着陶瓷板的一对铜箔构成。该陶瓷板构成第1支撑板11。利用蚀刻分别将一对铜箔部分除去，从而形成第2支撑板12和底板13。
49.如图3和图4所示，以覆盖第1区域121、第2区域122和第3区域123各自的支撑面10a的方式设有接合构件19。即，各接合构件19覆盖支撑基板10的支撑面10a的至少一部分。
50.如图3和图4所示，各导电部20隔着接合构件19与对应的1个第2支撑板12接合。多个导电部20与第1输入端子31、第2输入端子32、第1输出端子33和第2输出端子34一起构成半导体装置a10中规定的导电路径。各导电部20在z方向上具有相互朝向相反侧的主面20a和背面20b，背面20b与支撑基板10的支撑面10a相对。
51.半导体装置a10中，导电部20例如由金属板构成。该金属板例如为铜或铜合金制。如图3、图4所示，导电部20的厚度比第2支撑板12的厚度大。导电部20也可以是在前述金属板表面实施了例如镀银或依次层叠了铝层、镍(ni)层、银层的多种金属镀覆而成的构成。详细情况如下所述(参照图9、图10)，本实施方式中，导电部20具备金属制的基材24以及形成在该基材24上的导体层25。
52.如图2～图4所示，多个导电部20包含第1导电部201、第2导电部202和第3导电部203。第1导电部201与第2支撑板12的第1区域121接合。第2导电部202与第2支撑板12的第2区域122接合。第3导电部203与第2支撑板12的第3区域123接合。因此，第1导电部201、第2导电部202和第3导电部203是相互分开的。
53.如图1、图2和图4所示，一对绝缘层26配置在第1导电部201和第2导电部202各自的
主面20a上。一对绝缘层26在y方向上是相互分开的。一对绝缘层26是在x方向上延伸的带状。绝缘层26的构成材料例如为陶瓷或玻璃环氧树脂。此外，绝缘层26的至少表面可以由绝缘性的sic等形成。
54.一对栅极布线层271分别配置在一对绝缘层26上。一对栅极布线层271是在x方向上延伸的带状。一对检测布线层272分别配置在一对绝缘层26上。一对检测布线层272是在x方向上延伸的带状。栅极布线层271和检测布线层272在各绝缘层26上并排配置。栅极布线层271和检测布线层272例如由铜或铜合金形成的金属箔构成。
55.如图1和图2所示，第1输入端子31和第2输入端子32位于x方向的一侧。第1输入端子31和第2输入端子32在y方向上是相互分开的。第1输入端子31和第2输入端子32中输入作为电力转换对象的直流电(电压)。第1输入端子31是正极(p端子)。第2输入端子32是负极(n端子)。第1输入端子31和第2输入端子32由金属板构成。该金属板的构成材料为铜或铜合金。
56.第1输入端子31的x方向上另一侧的端部设有弯曲形成阶梯状的弯曲部311。该弯曲部311通过焊锡接合或超声波接合等与第1导电部201的主面20a连接。由此，第1输入端子31与第1导电部201导通。第2输入端子32的x方向的另一侧的端部设有弯曲形成阶梯状的弯曲部321。该弯曲部321通过焊锡接合或超声波接合等与第3导电部203的主面20a连接。由此，第2输入端子32与第3导电部203导通。
57.如图1和图2所示，第1输出端子33和第2输出端子34位于x方向的另一侧。第1输出端子33和第2输出端子34在y方向上是相互分开的。从第1输出端子33和第2输出端子34输出通过多个半导体元件40进行了电力转换的交流电(电压)。第1输出端子33和第2输出端子34由金属板构成。该金属板的构成材料为铜或铜合金。第1输出端子33和第2输出端子34的x方向一侧的端部设有弯曲形成阶梯状的弯曲部331和弯曲部341。该弯曲部331和弯曲部341通过焊锡接合或超声波接合等与第2导电部202的主面20a连接。由此，第1输出端子33和第2输出端子34与第2导电部202导通。需说明的是，在图示的例子中是具备2个输出端子(第1输出端子33和第2输出端子34)的构成，也可以设为将它们汇集而具备1个输出端子的构成。
58.一对栅极端子35和一对检测端子36分别与一对栅极布线层271和一对检测布线层272对应配置。一对栅极端子35和一对检测端子36由金属板构成，分别在y方向上延伸。该金属板的构成材料为铜或铜合金。
59.一对栅极端子35和一对检测端子36各自的端部弯曲形成阶梯状。各栅极端子35的端部通过焊锡接合或超声波接合等与对应的栅极布线层271连接。各检测端子36的端部通过焊锡接合或超声波接合等与对应的检测布线层272连接。
60.半导体元件40例如为使用以碳化硅(sic)为主的半导体材料构成的mosfet(metal
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oxide
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semiconductor field
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effect transistor，金属
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氧化物
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半导体场效应晶体管)。半导体元件40不限于mosfet，也可以是包含misfet(metal
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insulator
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semiconductor field
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effect transistor，金属
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绝缘体
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半导体场效应晶体管)的场效应晶体管、igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)那样的双极晶体管。半导体装置a10的说明中，以半导体元件40为开关元件、n沟道型mosfet的情况为对象。
61.如图5所示，半导体元件40具有元件主体41、主面电极42、背面电极43和栅极(图示略)。元件主体41具有元件主面411和元件背面412。元件主面411和元件背面412在z方向上
相互朝向相反侧。元件主面411在z方向上与导电部20的主面20a朝向同一侧。因此，元件背面412与主面20a相对。
62.如图5所示，主面电极42设于元件主面411。主面电极42中，源电流从元件主体41的内部流过。背面电极43设于元件背面412。背面电极43例如设为银、或层叠有镍、银等多种金属层的构成。背面电极43中，漏极电流朝元件主体41的内部流动。背面电极43通过导电性接合材49与导电部20的主面20a电接合。前述栅极设于元件主面411，对该栅极施加用于驱动半导体元件40的栅极电压。
63.导电性接合材49存在于导电部20与半导体元件40之间。导电性接合材49在z方向上观察时尺寸比半导体元件40大，在z方向上观察时半导体元件40整体与导电性接合材49重合。导电性接合材49是层叠有多个金属层的构成。如图5和图6所示，半导体装置a10中，导电性接合材49包含金属基层490、第1接合层491和第2接合层492。如图7～图10所示，导电性接合材49进一步包含第1中间层493和第2中间层494。
64.金属基层490占导电性接合材49体积的大半。金属基层490的厚度例如为10～200μm左右。金属基层490的构成材料例如含有铝(al)、钛(ti)、锌(zn)、铪(hf)和铒(er)中的至少任一种。本实施方式中，金属基层490的构成材料含有铝。金属基层490的构成材料为铝时，该金属基层490的杨氏模量为70.3gpa。
65.第1接合层491存在于金属基层490与半导体元件40之间。本实施方式中，如图7和图8所示，第1接合层491形成在第1中间层493上。第1接合层491的构成材料例如含有银(ag)、铜(cu)和金(au)中的至少任一种。本实施方式中，第1接合层491的构成材料含有银。第1接合层491通过金属的固相扩散与半导体元件40(背面电极43)接合。背面电极43的构成材料例如含有银。背面电极43的厚度比第1接合层491的厚度小，背面电极43例如通过溅射法形成。
66.第2接合层492存在于金属基层490与导电部20之间。本实施方式中，如图9和图10所示，第2接合层492形成在第2中间层494上。第2接合层492的构成材料例如含有银、铜和金中的至少任一种。本实施方式中，第2接合层492的构成材料含有银。第2接合层492通过金属的固相扩散与导电部20(导体层25)接合。本实施方式中，导电部20具备基材24和形成在该基材24上的导体层25，第2接合层492与导体层25通过固相扩散接合。导体层25的构成材料例如含有银。
67.第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料为银时，该第1接合层491和第2接合层492各自的杨氏模量为82.7gpa。因此，如前述金属基层490的杨氏模量(70.3gpa)所示，金属基层490的杨氏模量比第1接合层491和第2接合层492各自的杨氏模量小。第1接合层491和第2接合层492各自的厚度例如为2～5μm左右，比金属基层490的厚度小。
68.如图7和图8所示，第1中间层493存在于金属基层490与第1接合层491之间。本实施方式中，第1中间层493形成在金属基层490上。如图9和图10所示，第2中间层494存在于金属基层490与第2接合层492之间。本实施方式中，第2中间层494形成在金属基层490上。第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料例如含有镍(ni)。第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料为镍时，该第1中间层493和第2中间层494各自的杨氏模量为200gpa。第1中间层493和第2中间层494各自的厚度例如为0.2～2μm左右，比第1接合层491、第2接合层492的厚度小。
69.前述导电性接合材49的层叠结构例如是通过溅射法、镀覆处理形成的。溅射法的情况下，例如在与金属基层490对应的铝片材的表背两面依次形成与第1中间层493和第1接合层491、以及第2中间层494和第2接合层492对应的金属层。镀覆处理的情况下，在前述铝片材的整个表面上依次形成基于第1中间层493、第2中间层494的构成材料的镀层、基于第1接合层491、第2接合层492的构成材料的镀层。通过对这样制作的片状层叠结构物进行切割，从而获得多个导电性接合材49。
70.接下来，对将导电部20与半导体元件40接合的方法进行说明。
71.首先，在导电部20的主面20a上层叠导电性接合材49和半导体元件40。此时，导电部20(导体层25)与第2接合层492、以及第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)分别相互接触。
72.接下来，使导电部20(导体层25)与第2接合层492、以及第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)通过固相扩散相互接合。通过固相扩散进行的接合在高温高压下进行。通过固相扩散进行的接合例如如图11所示边将层叠配置的半导体元件40用平坦的按压构件9按压边进行。作为用于固相扩散的条件，例如温度为350℃左右、且压力为40mpa左右。其中，用于固相扩散的温度压力条件可以适当选择。该固相扩散接合假设了在大气中进行的情况，但也可以在真空中进行。
73.如果利用导电性接合材49将导电部20与半导体元件40通过固相扩散进行接合，则导电性接合材49中的在z方向上观察时与半导体元件40重合的部位由于受到来自半导体元件40侧的按压力而稍微凹陷。这样，也如在图6中表现出的那样，导电性接合材49中，在z方向上观察时与半导体元件40重合的部位和在z方向上观察时与半导体元件40不重合的部位的边界部分形成高度差。
74.如图6、图8和图10所示，在z方向上观察时导电性接合材49与半导体元件40重合的部位和不重合的部位的边界附近，在第1接合层491与背面电极43(半导体元件40)的边界面、以及第2接合层492与导体层25(导电部20)的边界面可产生空隙495。另一方面，如图6、图7和图9所示，在z方向上观察时比导电性接合材49与半导体元件40重合的部位和不重合的部位的边界部分稍靠内侧(在z方向上观察时导电性接合材49与半导体元件40重合的部位)处，第1接合层491与背面电极43(半导体元件40)的边界面和第2接合层492与导体层25(导电部20)的边界面难以识别。这是因为：对于第1接合层491与背面电极43、以及第2接合层492与导体层25，构成材料均为银，是同种金属的固相扩散接合。图8和图10的放大图中，将第1接合层491与背面电极43(半导体元件40)的边界面以及第2接合层492与导体层25(导电部20)的边界面示意性地用虚线表示。据此能够理解，第1接合层491与背面电极43、以及第2接合层492与导体层25分别通过固相扩散形成牢固接合的状态。通过固相扩散而牢固接合的状态例如可以利用接合部截面的放大照片(例如sem照片)来确认。
75.多个半导体元件40包含多个第1元件401和多个第2元件402。如图1、图2和图4所示，多个第1元件401与第1导电部201的主面20a电接合。多个第1元件401沿x方向以规定的间隔排列。多个第1元件401构成半导体装置a10的上臂电路。
76.如图1～图4所示，多个第2元件402与第2导电部202的主面20a电接合。多个第2元件402沿x方向以规定的间隔排列。多个第2元件402构成半导体装置a10的下臂电路。
77.如图2所示，多个第1元件401以相对于多个第2元件402沿x方向错开的状态设置。
在图示的例子中，设有3个第1元件401和3个第2元件402。第1元件401和第2元件402各自的个数不限定于本构成，例如可根据半导体装置a10所需的性能自由设定。
78.多个第1元件401的主面电极42分别与第2导电部202的主面20a介由例如引线70a连接(为了简化，图2中仅显示1根引线70a)。由此，多个第1元件401的各主面电极42介由前述引线与第2导电部202导通。因此，第1输出端子33介由第2导电部202和前述引线与多个第1元件401的各主面电极42导通。第1输出端子33相当于多个第1元件401的源极端子。
79.多个第1元件401的背面电极43分别与第1导电部201介由导电性接合材49导通。因此，第1输入端子31介由第1导电部201与多个第1元件401的各背面电极43导通。第1输入端子31相当于多个第1元件401的漏极端子。
80.多个第2元件402的主面电极42分别与第3导电部203的主面20a介由例如引线70b连接(为了简化，图2中仅显示1根引线70b)。由此，多个第2元件402的各主面电极42介由前述引线与第3导电部203导通。因此，第2输入端子32介由第3导电部203和前述引线与多个第2元件402的各主面电极42导通。第2输入端子32相当于多个第2元件402的源极端子。
81.多个第2元件402的背面电极43分别与第2导电部202介由导电性接合材49导通。因此，第2输出端子34介由第2导电部202与多个第2元件402的各背面电极43导通。第2输出端子34相当于多个第2元件402的漏极端子。
82.半导体装置a10中具备图中未显示的栅极引线和检测引线。前述栅极引线与多个第1元件401和多个第2元件402分别对应而设有多个。与第1元件401对应的各栅极引线与第1元件401的栅极(图示略)和位于第1导电部201上的一个栅极布线层271连接。与第2元件402对应的各栅极引线与第2元件402的栅极(图示略)和位于第2导电部202上的另一栅极布线层271连接。而且，对与一对栅极布线层271连接的一对栅极端子35分别施加用于驱动多个第1元件401和多个第2元件402中的任一个的栅极电压。
83.前述检测引线与多个第1元件401和多个第2元件402分别对应而设有多个。与第1元件401对应的各检测引线与第1元件401的主面电极42和位于第1导电部201上的一个检测布线层272连接。与第2元件402对应的各检测引线与第2元件402的主面电极42和位于第2导电部202上的另一检测布线层272连接。而且，从与一对检测布线层272连接的一对检测端子36分别施加对相当于多个第1元件401和多个第2元件402中的任一个的多个主面电极42施加的电压(与源电流对应的电压)。
84.如图2～图4所示，密封树脂80覆盖支撑基板10、第1输入端子31、第2输入端子32、第1输出端子33和第2输出端子34各自的一部分、以及导电部20和多个半导体元件40。密封树脂80覆盖一对绝缘层26、一对栅极布线层271、一对检测布线层272和前述引线类。进一步，密封树脂80覆盖一对栅极端子35和一对检测端子36各自的一部分。密封树脂80的构成材料例如为黑色的环氧树脂。
85.如图3和图4所示，密封树脂80具有树脂主面81和树脂底面82。树脂主面81在z方向上与支撑基板10的支撑面10a朝向同一侧。树脂底面82在z方向上与树脂主面81朝向相反侧。底板13(支撑基板10)的底面10b从树脂底面82露出。树脂底面82是包围底板13的框状。需说明的是，一对栅极端子35和一对检测端子36中从密封树脂80露出的部分可根据半导体装置a10的使用形态而适当弯曲。
86.接下来，对半导体装置a10的作用效果进行说明。
87.半导体装置a10中，存在于导电部20与半导体元件40之间的导电性接合材49包含金属基层490、第1接合层491和第2接合层492，金属基层490存在于第1接合层491和第2接合层492之间。根据这样的构成，在将第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)接合，以及将第2接合层492与导电部20(导体层25)接合时，中间的金属基层490作为缓冲物发挥功能。由此，分别作用于第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)的边界部和第2接合层492与导电部20(导体层25)的边界部的按压力均匀化。此外，第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部20(导体层25)分别通过固相扩散接合牢固地接合。结果，即使在使用半导体装置a10时导电性接合材49由于在半导体元件40产生的热而反复暴露于高温状态，导电性接合材49中的接合状态的变化(劣化)也会受到抑制。因此，根据具备导电性接合材49的半导体装置a10，能够提高对于半导体元件40与导电部20的接合状态的可靠性。
88.本实施方式中，金属基层490的杨氏模量比第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料的杨氏模量小。根据这样的构成，通过固相扩散将导电性接合材49与半导体元件40(背面电极43)和导电部20(导体层25)接合时，通过相对较软的金属基层490来缓和应力，能够实现接合边界部的平滑化。由此，第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部20(导体层25)通过固相扩散更牢固地接合。
89.本实施方式中，金属基层490的厚度比第1接合层491和第2接合层492各自的厚度大。由此，在通过固相扩散进行接合时，分别作用于第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)的边界部、以及第2接合层492与导电部20(导体层25)的边界部的按压力变得更均匀。因此，第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部20(导体层25)可分别形成更牢固的导通接合状态。
90.导电性接合材49包含第1中间层493和第2中间层494。第1中间层493存在于金属基层490与第1接合层491之间，第2中间层494存在于金属基层490与第2接合层492之间。具有第1中间层493和第2中间层494的构成适合于实现在通过固相扩散进行接合时，分别作用于第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)的边界部、以及第2接合层492与导电部20(导体层25)的边界部的按压力的均匀化。此外，如果第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料为镍，则第1中间层493和第2中间层494的杨氏模量较大。这种情况下，在固相扩散接合时，作用于接合边界部的按压力变得更均匀，第1接合层491与半导体元件40(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部20(导体层25)可形成更牢固的导通接合状态。
91.本实施方式中，第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料含有银。根据这样的构成，在使用导电性接合材49通过固相扩散进行接合时，第1接合层491和第2接合层492的氧化受到抑制，可实现良好的固相扩散接合。此外，关于与第1接合层491和第2接合层492接合的背面电极43和导体层25，因为分别含有银，所以可实现更好的固相扩散接合。
92.关于图3和图4所示的存在于导电部20与支撑基板10(第2支撑板12)之间的接合构件19，其具体构成没有特别限定，可以设为与前述的导电性接合材49同样的构成。接合构件19例如是层叠有多个金属层的构成，包含通过固相扩散接合的多个金属层。接合构件19可以与导电性接合材49同样包含金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层。该金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层的具体构成分别与导电性接合材49中的金属基层490、第1接合层491、第2接合层492、第1中间层493和第2中间层494是同
样的。这种情况下，接合构件19的第1接合层通过金属的固相扩散与导电部20接合，接合构件19的第2接合层通过金属的固相扩散与支撑基板10(第2支撑板12)接合。
93.根据图12～图20，对第2实施方式涉及的半导体装置a20进行说明。图示的半导体装置a20具备支撑构件1、导电部2、半导体激光元件4、开关元件5、电容器6、第1引线71、第2引线72、第3引线73和透光树脂8。半导体装置a20例如作为二维距离测量的一例的lidar的脉冲激光光源使用，但本公开并不限定于此。
94.如图12所示，半导体装置a20在z方向上观察时为矩形。图12中省略了透光树脂8。图12中，带括号的符号84～87分别表示透光树脂8的4个侧面(后述的树脂第1面、树脂第2面、树脂第3面和树脂第4面)。
95.支撑构件1介由导电部2支撑半导体激光元件4和开关元件5。支撑构件1由绝缘材料构成。支撑构件1的材质没有特别限定，可列举例如环氧树脂、玻璃环氧树脂。以下的说明中，以支撑构件1由陶瓷构成的情况为例进行说明。本实施方式中，支撑构件1具有支撑面1a、底面1b、第1面14、第2面15、第3面16和第4面17，在z方向上观察时例如为矩形。
96.支撑面1a是朝向z方向一侧的面，在图示的例子中为平面。底面1b是朝向与支撑面1a相反侧的z方向的另一侧的面，在图示的例子中为平面。第1面14是朝向x方向一侧的面，在图示的例子中为平面。第2面15是朝向与第1面14相反侧的x方向的另一侧的面，在图示的例子中为平面。第3面16是朝向y方向一侧的面，在图示的例子中为平面。第4面17是朝向与第3面16相反侧的x方向的另一侧的面，在图示的例子中为平面。
97.导电部2是构成向半导体激光元件4和开关元件5等的导通路径的部位。导电部2的材质没有特别限定，可列举铜(cu)、镍(ni)、钛(ti)、金(au)等金属。此外，导电部2的形成方法没有特别限定，在图示的例子中，例如通过镀覆形成。
98.图示的导电部2包含主面部21、底面部22和联络部23。
99.主面部21配置在支撑构件1的支撑面1a上。主面部21是以z方向为厚度方向的薄板状。主面部21包含多个部分，在图示的例子中，包含第1主面部211、第2主面部212、第3主面部213和第4主面部214。
100.如图12和图14所示，第1主面部211配置在支撑构件1的y方向上的第4面17侧。第1主面部211具有朝向z方向一侧的主面211a。第1主面部211的形状没有特别限定，在图示的例子中，是在以x方向为长度方向的长矩形中组合了凸部211b的形状。凸部211b是第1主面部211在y方向上的第3面16侧的部分在y方向上向第3面16侧突出的部位。凸部211b位于第1主面部211的x方向的中央。第1主面部211与第1面14、第2面15和第4面17分开。
101.如图12和图14所示，第2主面部212配置在y方向上的比第1主面部211更靠近第3面16侧。第2主面部212具有朝向z方向一侧的主面212a。第2主面部212的x方向尺寸与第1主面部211的x方向尺寸大体相同。第2主面部212的y方向尺寸比第1主面部211的y方向尺寸大。第2主面部212在y方向上观察时与第1主面部211重合。第2主面部212的形状没有特别限定，在图示的例子中，是矩形的一部分凹陷的形状。第2主面部212具有凹部212b。凹部212b是第2主面部212在y方向上的第4面17侧的部分在y方向上向第3面16侧凹陷的部位。凹部212b位于第2主面部212的x方向的中央。此外，凹部212b在y方向上观察时与凸部211b重合。第2主面部212的面积比第1主面部211、第3主面部213和第4主面部214大。第2主面部212与第1面14和第2面15分开。
102.如图12和图14所示，第3主面部213配置在y方向上的比第2主面部212更靠近第3面16侧。第3主面部213配置在支撑构件1的x方向上的第1面14侧且y方向上的第3面16侧。第3主面部213具有朝向z方向一侧的主面213a。第3主面部213的形状没有特别限定，在图示的例子中，是以x方向为长度方向的长矩形。图示的第3主面部213与第1面14和第3面16分开。
103.如图12所示，第4主面部214相对于第3主面部213位于x方向上的第2面15旁边，相对于第2主面部212位于y方向上的第3面16旁边。第4主面部214具有朝向z方向一侧的主面214a。第4主面部214的形状没有特别限定，在图示的例子中为矩形。在图示的例子中，第4主面部214的y方向尺寸与第3主面部213的y方向尺寸大体相同。此外，第4主面部214的x方向尺寸比第3主面部213的x方向尺寸小。第4主面部214的面积比第3主面部213的面积小。第4主面部214在x方向上观察时与第3主面部213重合。此外，第4主面部214在y方向上观察时与第1主面部211和第2主面部212重合。图示的第4主面部214与第2面15和第3面16分开。
104.如图13和图14所示，底面部22配置在支撑构件1的底面1b上。在图示的例子中，底面部22包含第1底面部221、第2底面部222、第3底面部223和第4底面部224。本实施方式中，底面部22作为将半导体装置a20安装于电路基板(图示略)等时的安装端子使用。
105.如图13和图14所示，第1底面部221配置在支撑构件1的y方向上的第4面17侧。第1底面部221的形状没有特别限定，在图示的例子中，是以x方向为长度方向的长矩形。图示的第1底面部221与第1面14、第2面15和第4面17分开。
106.如图13和图14所示，第2底面部222配置在y方向上的比第1底面部221更靠近第3面16侧。第1底面部221的x方向尺寸与第1底面部221的x方向尺寸大体相同。第2底面部222的y方向尺寸比第1底面部221的y方向尺寸大。第2底面部222在y方向上观察时与第1底面部221重合。第2底面部222的形状没有特别限定，在图示的例子中为矩形。第2底面部222的面积比第1底面部221、第3底面部223和第4底面部224大。图示的第2底面部222与第1面14和第2面15分开。
107.如图13和图14所示，第3底面部223配置在y方向上的比第2底面部222更靠近第3面16侧。第3底面部223配置在支撑构件1的x方向上的第1面14侧且y方向上的第3面16侧。第3底面部223的形状没有特别限定，在图示的例子中，是以x方向为长度方向的长矩形。图示的第3底面部223与第1面14和第3面16分开。
108.如图13所示，第4底面部224相对于第3底面部223位于x方向上的第2面15旁边，相对于第2底面部222位于y方向上的第3面16旁边。第4底面部224的形状没有特别限定，在图示的例子中为矩形。在图示的例子中，第4底面部224的y方向尺寸与第3底面部223的y方向尺寸大体相同。此外，第4底面部224的x方向尺寸比第3底面部223的x方向尺寸小。第4底面部224的面积比第3底面部223的面积小。第4底面部224在x方向上观察时与第3底面部223重合。此外，第4底面部224在y方向上观察时与第1底面部221和第2底面部222重合。图示的第4底面部224是与第2面15和第3面16分开。
109.联络部23使主面部21的各部与底面部22的各部导通。联络部23的具体构成没有特别限定，在图示的例子中，如图12和图13所示，包含第1联络部231、多个第2联络部232、多个第3联络部233和第4联络部234。第1联络部231、第2联络部232、第3联络部233和第4联络部234的个数没有特别限定。
110.第1联络部231、第2联络部232、第3联络部233和第4联络部234的具体构成没有特
别限定，本实施方式中，如图12～图14所示，在z方向上观察时的支撑构件1的内侧区域(与第1面14、第2面15、第3面16和第4面17分开的区域)，在厚度方向上贯穿支撑构件1。这样的第1联络部231、第2联络部232、第3联络部233和第4联络部234通过在形成于支撑构件1上的贯穿孔的内表面形成由金属构成的镀层而设置，到达支撑面1a和底面1b。在图示的例子中，第1联络部231、第2联络部232、第3联络部233和第4联络部234的内部是填充有树脂的构成，但也可以是例如填充有金属的构成。
111.如图12～图14所示，第1联络部231与第1主面部211和第1底面部221相连，从而将第1主面部211与第1底面部221连结。
112.如图12～图14所示，多个第2联络部232与第2主面部212和第2底面部222相连，从而将第2主面部212与第2底面部222连结。在图示的例子中，多个第2联络部232沿x方向和y方向呈矩阵状配置。
113.如图12～图14所示，多个第3联络部233与第3主面部213和第3底面部223相连，从而将第3主面部213与第3底面部223连结。本实施方式中，多个第3联络部233沿x方向排列。多个第3联络部233配置在y方向上的第3面16旁边。
114.如图12和图13所示，第4联络部234与第4主面部214与第4底面部224相连，从而将第4主面部214与第4底面部224连结。也可以与图示的例子不同，是具有多个第4联络部234的构成。
115.半导体激光元件4是半导体装置a20的光源，包含由半导体构成的活性层等。本实施方式中，如图14所示，半导体激光元件4具有元件主体41、第1激光电极44和第2激光电极45。元件主体41具有元件主面411和元件背面412。元件主面411和元件背面412在z方向上朝向相互相反侧。元件主面411是在z方向上与主面211a朝向同一侧的面。元件背面412与主面211a相对。
116.第1激光电极44配置在元件主面411上。第2激光电极45配置在元件背面412上。图12中省略了第1激光电极44。本实施方式中，第1激光电极44是阳极电极，第2激光电极45是阴极电极。第2激光电极45例如设为银、或层叠有镍、银等多种金属层的构成。
117.如图12和图14所示，本实施方式中，半导体激光元件4配置在第1主面部211上。具体地，半导体激光元件4的第2激光电极45通过导电性接合材49与第1主面部211的主面211a电接合。在图示的例子中，半导体激光元件4在y方向上观察时与凸部211b和凹部212b重合。半导体激光元件4使激光l向y方向上第4面17所朝向的一侧出射。此外，在图示的例子中，半导体激光元件4在z方向上观察时与第1联络部231重合。
118.导电性接合材49存在于导电部2(主面部21的第1主面部211)与半导体激光元件4之间。导电性接合材49是在z方向上观察时尺寸比半导体激光元件4大，在z方向上观察时半导体激光元件4整体与导电性接合材49重合。导电性接合材49是层叠有多个金属层的构成。如图15和图16所示，半导体装置a20中，导电性接合材49包含金属基层490、第1接合层491和第2接合层492。本实施方式中也如图17～图20所示，导电性接合材49进一步包含第1中间层493和第2中间层494。
119.金属基层490占导电性接合材49体积的大半。金属基层490的厚度例如为10～200μm左右。金属基层490的构成材料例如含有铝、钛、锌、铪和铒中的至少任一种。本实施方式中，金属基层490的构成材料含有铝。金属基层490的构成材料为铝时，该金属基层490的杨
氏模量为70.3gpa。
120.第1接合层491存在于金属基层490与半导体激光元件4之间。本实施方式中，如图17和图18所示，第1接合层491形成在第1中间层493上。第1接合层491的构成材料例如含有银、铜和金中的至少任一种。本实施方式中，第1接合层491的构成材料含有银。第1接合层491通过金属的固相扩散与半导体激光元件4(第2激光电极45)接合。第2激光电极45的构成材料例如含有银。第2激光电极45的厚度比第1接合层491的厚度小，第2激光电极45例如通过溅射法形成。
121.第2接合层492存在于金属基层490与导电部2(第1主面部211)之间。本实施方式中，如图19和图20所示，第2接合层492形成在第2中间层494上。第2接合层492的构成材料例如含有银、铜和金中的至少任一种。本实施方式中，第2接合层492的构成材料含有银。第2接合层492通过金属的固相扩散与导电部2(第1主面部211)接合。
122.第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料为银时，该第1接合层491和第2接合层492各自的杨氏模量为82.7gpa。因此，如前述的金属基层490的杨氏模量(70.3gpa)所示，金属基层490的杨氏模量比第1接合层491和第2接合层492各自的杨氏模量小。此外，第1接合层491和第2接合层492各自的厚度例如为2～5μm左右，比金属基层490的厚度小。
123.如图17和图18所示，第1中间层493存在于金属基层490与第1接合层491之间。本实施方式中，第1中间层493形成在金属基层490上。如图19和图20所示，第2中间层494存在于金属基层490与第2接合层492之间。本实施方式中，第2中间层494形成在金属基层490上。第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料例如含有镍。第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料为镍时，该第1中间层493和第2中间层494各自的杨氏模量为200gpa。此外，第1中间层493和第2中间层494各自的厚度例如为0.2～2μm左右，比第1接合层491、第2接合层492的厚度小。
124.前述导电性接合材49的层叠结构例如通过溅射法、镀覆处理形成。导电性接合材49的形成方法例如与前述的半导体装置a10中的导电性接合材49的情况是同样的。关于使用导电性接合材49将导电部2(第1主面部211)与半导体激光元件4接合的方法，也与前述的半导体装置a10中参照图11说明的方法是同样的。
125.如果利用导电性接合材49将导电部2与半导体激光元件4通过固相扩散接合，则导电性接合材49中的在z方向上观察时与半导体激光元件4重合的部位由于受到来自半导体激光元件4侧的按压力而轻微凹陷。这样，也如在图16中表现出的那样，导电性接合材49中，在z方向上观察时与半导体激光元件4重合的部位和在z方向上观察时与半导体激光元件4不重合的部位的边界部分形成有高度差。
126.如图16、图18和图20所示，在z方向上观察时导电性接合材49与半导体激光元件4重合的部位和不重合的部位的边界附近，在第1接合层491与第2激光电极45(半导体激光元件4)的边界面、以及第2接合层492与第1主面部211(导电部2)的边界面可产生空隙495。另一方面，如图16、图17和图19所示，在z方向上观察时比导电性接合材49与半导体激光元件4重合的部位和不重合的部位的边界部分稍靠内侧(在z方向上观察时导电性接合材49与半导体激光元件4重合的部位)处，第1接合层491与第2激光电极45(半导体激光元件4)的边界面以及第2接合层492与第1主面部211(导电部2)的边界面不存在空隙。据此能够理解，第1接合层491与第2激光电极45、以及第2接合层492与第1主面部211分别通过固相扩散形成牢
固接合的状态。
127.开关元件5是用于使流向半导体激光元件4的电流开/关(on/off)的元件。开关元件5例如为由si、sic或gan等构成的fet等晶体管。开关元件5由sic构成时，适合实现开关的高速化。如图12和图14所示，开关元件5具有元件主体51、栅极52、源极53和漏极54。元件主体51由si、sic等半导体材料构成，具有元件主面511和元件背面512。元件主面511是在z方向上与主面212a朝向同一侧的面。元件背面512是在z方向上与底面1b朝向同一侧的面，与主面212a相对。
128.栅极52配置在元件主面511上。图示例子中，栅极52配置在x方向上的第2面15旁边且配置在y方向上的第3面16旁边。栅极52的形状没有特别限定，在图示的例子中，在z方向上观察时为矩形。
129.源极53配置在元件主面511上。在图示的例子中，源极53在z方向上观察时为l字形，相对于栅极52配置在x方向上的第1面14侧的区域和y方向上的第4面17旁边的区域。
130.漏极54配置在元件背面512上，在图示的例子中，覆盖元件背面512的大体整个面。
131.如图12和图14所示，本实施方式中，开关元件5配置在第2主面部212上。具体地，开关元件5的漏极54通过导电性接合材59与第2主面部212的主面212a电接合。本实施方式中，开关元件5在第2主面部212上配置在x方向上的第1面14旁边。开关元件5在z方向上观察时与多个第2联络部232全部重合。开关元件5在y方向上观察时与半导体激光元件4是重合的。
132.导电性接合材59存在于导电部2(主面部21的第2主面部212)与开关元件5之间。导电性接合材59在z方向上观察时尺寸比开关元件5大，在z方向上观察时开关元件5整体与导电性接合材59重合。导电性接合材59是层叠有多个金属层的构成。导电性接合材59与导电性接合材49同样地包含金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层。该金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层的具体构成分别与导电性接合材49中的金属基层490、第1接合层491、第2接合层492、第1中间层493和第2中间层494是同样的。导电性接合材59的第1接合层通过金属的固相扩散与开关元件5(漏极54)接合，导电性接合材59的第2接合层通过金属的固相扩散与导电部2(第2主面部212)接合。导电性接合材59的形成方法例如与前述的半导体装置a10中的导电性接合材49的情况是同样的。关于使用导电性接合材59将导电部2(第2主面部212)与开关元件5接合的方法，也与前述半导体装置a10中参照图11说明的方法是同样的。
133.电容器6是用于暂时储存要成为向半导体激光元件4通电的电流的电荷的元件。如图12所示，在图示的例子中，电容器6具有电极61和电极62。电极61通过接合构件(图示略)与第1主面部211导通接合。电极62通过接合构件(图示略)与第2主面部212导通接合。前述接合构件例如为焊锡。本实施方式中，半导体装置a20具备2个电容器6。2个电容器6相互并联连接。此外，本实施方式中，2个电容器6夹着半导体激光元件4配置在x方向的两侧。2个电容器6在y方向上观察时不与12b和凸部211b重合。
134.如图12和图14所示，多根第1引线71与开关元件5的源极53和半导体激光元件4的第1激光电极44连接。第1引线71例如由au、cu、al等金属构成，本实施方式中，由au构成。多根第1引线71的根数没有特别限定，在图示的例子中为3根。多根第1引线71与源极53的y方向上的第4面17旁边的部分连接。多根第1引线71以在y方向上并排的方式与半导体激光元件4的第1激光电极44连接。
135.如图12和图14所示，多根第2引线72与开关元件5的源极53和导电部2的主面部21的第3主面部213连接。第2引线72例如由au、cu、al等金属构成，本实施方式中，与第1引线71同样地由au构成。多根第2引线72的根数没有特别限定，在图示的例子中为2根，比多根第1引线71的根数少。因此，多根第1引线71的电阻值比多根第2引线72的电阻值小。多根第2引线72与源极53的y方向上的第3面16旁边的部分连接。多根第2引线72以在x方向上并排的方式与第3主面部213连接。
136.如图12所示，第3引线73与开关元件5的栅极52和导电部2的主面部21的第4主面部214连接。第3引线73例如由au、cu、al等金属构成，本实施方式中由au构成。第3引线73的根数没有特别限定，在图示的例子中为1根。
137.透光树脂8配置在支撑构件1的支撑面1a上，覆盖该支撑面1a、半导体激光元件4、开关元件5、多个电容器6、多根第1引线71、多根第2引线72和第3引线73。透光树脂8由使来自半导体激光元件4的激光l透射的材质构成，例如由透明的环氧树脂、有机硅树脂构成。
138.透光树脂8的形状没有特别限定，本实施方式中，如图12和图14所示，透光树脂8具有树脂主面81、树脂第1面84、树脂第2面85、树脂第3面86和树脂第4面87。
139.树脂主面81是在z方向上与支撑面1a朝向同一侧的面，在图示的例子中为平面。树脂第1面84是在x方向上与第1面14朝向同一侧的面。在图示的例子中，树脂第1面84为平面，与第1面14在同一面上。树脂第2面85是在x方向上与第2面15朝向同一侧的面。在图示的例子中，树脂第2面85为平面，与第2面15在同一面上。树脂第3面86是在y方向上与第3面16朝向同一侧的面。在图示的例子中，树脂第3面86为平面，与第3面16在同一面上。树脂第4面87是在y方向上与第4面17朝向同一侧的面。在图示的例子中，树脂第4面87为平面，与树脂第4面87在同一面上。本实施方式中，来自半导体激光元件4的激光l从透光树脂8的树脂第4面87出射。需说明的是，通过使树脂第4面87为平坦且平滑的面，能够抑制激光l的散射，提高出射效率。
140.接下来，对半导体装置a20的作用进行说明。
141.半导体装置a20中，存在于导电部2与半导体激光元件4之间的导电性接合材49包含金属基层490、第1接合层491和第2接合层492。第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)分别通过金属的固相扩散导通接合，第1接合层491与第2接合层492之间存在金属基层490。根据这样的构成，在分别通过固相扩散使第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)接合时，金属基层490作为缓冲物发挥功能。由此可实现分别作用于第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)的边界部、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)的边界部的按压力的均匀化。因此，第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)分别通过固相扩散接合牢固接合。结果，即使在使用半导体装置a20时，导电性接合材49由于在半导体激光元件4产生的热而反复暴露于高温状态，导电性接合材49中的接合状态的变化也会受到抑制。因此，根据具备导电性接合材49的半导体装置a20，能够提高对于半导体激光元件4与导电部2的接合状态的可靠性。
142.本实施方式中，金属基层490的杨氏模量比第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料的杨氏模量小。根据这样的构成，在通过固相扩散将导电性接合材49与半导体激
光元件4(第2激光电极45)和导电部2(第1主面部211)接合时，通过相对较软的金属基层490来缓和应力，能够实现接合边界部的平滑化。由此，第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)通过固相扩散更牢固地接合。
143.本实施方式中，金属基层490的厚度比第1接合层491和第2接合层492各自的厚度大。由此，在通过固相扩散进行接合时，分别作用于第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)的边界部、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)的边界部的按压力变得更均匀。因此，第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)可分别形成更牢固的导通接合状态。
144.导电性接合材49包含第1中间层493和第2中间层494。第1中间层493存在于金属基层490与第1接合层491之间，第2中间层494存在于金属基层490与第2接合层492之间。具有第1中间层493和第2中间层494的构成适合于实现在通过固相扩散进行接合时，分别作用于第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)的边界部、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)的边界部的按压力的均匀化。此外，如果第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料为镍，则第1中间层493和第2中间层494的杨氏模量较大。这种情况下，在固相扩散接合时，作用于接合边界部的按压力变得更均匀，第1接合层491与半导体激光元件4(第2激光电极45)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)可形成更牢固的导通接合状态。
145.本实施方式中，第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料含有银。根据这样的构成，在使用导电性接合材49通过固相扩散进行接合时，第1接合层491和第2接合层492的氧化受到抑制，能够实现良好的固相扩散接合。
146.存在于导电部2与开关元件5之间的导电性接合材59与导电性接合材49同样地包含金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层。该金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层的具体构成分别与导电性接合材49中的金属基层490、第1接合层491、第2接合层492、第1中间层493和第2中间层494是同样的。因此，利用导电性接合材59，也能够提高对于开关元件5与导电部20的接合状态的可靠性。通过具备导电性接合材59，可实现与关于导电性接合材49的前述效果同样的效果。
147.根据图21～图28，对第3实施方式涉及的半导体装置a30进行说明。图示的半导体装置a30具备支撑构件1、堰部18、导电部2、led元件400、引线7和透光树脂8。半导体装置a30作为各种照明装置、显示装置等中的光源使用。
148.如图21所示，半导体装置a30在z方向上观察时为矩形。x方向和y方向分别对应于沿着半导体装置a20的呈矩形的边的方向。图21中省略了透光树脂8。
149.支撑构件1介由导电部2支撑led元件400。支撑构件1由绝缘材料构成。支撑构件1的材质没有特别限定，可列举例如环氧树脂、玻璃环氧树脂。以下的说明中，以支撑构件1由陶瓷构成的情况为例进行说明。本实施方式中，支撑构件1具有支撑面1a和底面1b，在z方向上观察时例如为矩形。支撑面1a是朝向z方向一侧的面，在图示的例子中为平面。底面1b是朝向与支撑面1a相反侧的z方向另一侧的面，在图示的例子中为平面。
150.导电部2是构成向led元件400的导通路径的部位。导电部2的材质没有特别限定，可列举铜(cu)、镍(ni)、钛(ti)、金(au)等金属。此外，导电部2的形成方法没有特别限定，在图示的例子中，例如通过镀覆形成。
151.图示的导电部2包含主面部21、底面部22和联络部23。
152.主面部21配置在支撑构件1的支撑面1a上。主面部21是以z方向为厚度方向的薄板状。在图示的例子中，主面部21包含第1主面部211和第2主面部212。
153.如图21和图22所示，第1主面部211配置在支撑构件1的在z方向上观察时的中央。第1主面部211具有朝向z方向一侧的主面211a。第1主面部211的形状没有特别限定，在图示的例子中为矩形。
154.如图21和图22所示，第2主面部212配置在比第1主面部211更靠近x方向一侧附近。第2主面部212的形状没有特别限定，在图示的例子中为矩形。第2主面部212的面积比第1主面部211小。
155.如图22所示，底面部22配置在支撑构件1的底面1b上。在图示的例子中，底面部22包含第1底面部221和第2底面部222。本实施方式中，底面部22作为将半导体装置a30安装于电路基板(图示略)等时的安装端子使用。
156.如图22所示，第1底面部221配置在支撑构件1的在z方向上观察时的中央。第1底面部221的形状没有特别限定，本实施方式中为矩形。
157.如图22所示，第2底面部222配置在比第1底面部221更靠近x方向一侧附近。第2底面部222的形状没有特别限定，本实施方式中为矩形。第2底面部222的面积比第1底面部221小。
158.联络部23使主面部21的各部与底面部22的各部导通。联络部23的具体构成没有特别限定，在图示的例子中，如图21和图22所示，包含第1联络部231和第2联络部232。在图示的例子中具备1个第1联络部231，但第1联络部231的个数没有特别限定。
159.第1联络部231和第2联络部232的具体构成没有特别限定，本实施方式中，如图21和图22所示，在z方向上观察时的支撑构件1的内侧区域，在厚度方向上贯穿支撑构件1。这样的第1联络部231和第2联络部232是通过在形成于支撑构件1上的贯穿孔中填充金属而设置的，到达支撑面1a和底面1b。也可以与图示的例子不同，通过在形成于支撑构件1上的贯穿孔的内表面形成由金属构成的镀层来设置第1联络部231和第2联络部232，这种情况下，第1联络部231和第2联络部232的内部填充有树脂。
160.如图22所示，第1联络部231与第1主面部211和第1底面部221相连，从而将第1主面部211与第1底面部221连结。第2联络部232与第2主面部212和第2底面部222相连，从而将第2主面部212与第2底面部222连结。
161.led元件400是半导体装置a30的光源，包含由半导体层构成的活性层。本实施方式中，如图22所示，led元件400具有元件主体41、电极衬垫421和背面电极43。元件主体41例如由gan系半导体构成，例如发出蓝色光。元件主体41具有元件主面411和元件背面412。元件主面411和元件背面412在z方向上相互朝向相反侧。元件主面411是在z方向上与主面211a朝向同一侧的面。元件背面412是在z方向上与底面1b朝向同一侧的面，与主面211a相对。
162.电极衬垫421配置在元件主面411上。背面电极43配置在元件背面412上。本实施方式中，电极衬垫421是阳极电极，背面电极43是阴极电极。背面电极43例如由银构成。
163.如图21和图22所示，本实施方式中，led元件400配置在第1主面部211上。具体地，led元件400的背面电极43通过导电性接合材49与第1主面部211的主面211a电接合。led元件400中，从元件主体41发出的光向元件主面411所朝向的一侧(z方向一侧)出射。在图示的
例子中，led元件400在z方向上观察时与第1联络部231重合。
164.导电性接合材49存在于导电部2(主面部21的第1主面部211)与led元件400之间。导电性接合材49在z方向上观察时尺寸比led元件400大，在z方向上观察时led元件400整体与导电性接合材49重合。导电性接合材49是层叠有多个金属层的构成。如图23和图24所示，半导体装置a30中，导电性接合材49包含金属基层490、第1接合层491和第2接合层492。如图25～图28所示，导电性接合材49进一步包含第1中间层493和第2中间层494。
165.金属基层490占导电性接合材49体积的大半。金属基层490的厚度例如为10～200μm左右。金属基层490的构成材料例如含有铝、钛、锌、铪和铒中的至少任一种。本实施方式中，金属基层490的构成材料含有铝。金属基层490的构成材料为铝时，该金属基层490的杨氏模量为70.3gpa。
166.第1接合层491存在于金属基层490与led元件400之间。本实施方式中，如图25和图26所示，第1接合层491形成在第1中间层493上。第1接合层491的构成材料例如含有银、铜和金中的至少任一种。本实施方式中，第1接合层491的构成材料含有银。第1接合层491通过金属的固相扩散与led元件400(背面电极43)接合。背面电极43的构成材料例如含有银。背面电极43的厚度比第1接合层491的厚度小，背面电极43例如通过溅射法形成。
167.第2接合层492存在于金属基层490与导电部2(第1主面部211)之间。本实施方式中，如图27和图28所示，第2接合层492形成在第2中间层494上。第2接合层492的构成材料例如含有银、铜和金中的至少任一种。本实施方式中，第2接合层492的构成材料含有银。第2接合层492通过金属的固相扩散与导电部2(第1主面部211)接合。
168.第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料为银时，该第1接合层491和第2接合层492各自的杨氏模量为82.7gpa。因此，如前述的金属基层490的杨氏模量(70.3gpa)所示，金属基层490的杨氏模量比第1接合层491和第2接合层492各自的杨氏模量小。此外，第1接合层491和第2接合层492各自的厚度例如为2～5μm左右，比金属基层490的厚度小。
169.如图25和图26所示，第1中间层493存在于金属基层490与第1接合层491之间。本实施方式中，第1中间层493形成在金属基层490上。如图27和图28所示，第2中间层494存在于金属基层490与第2接合层492之间。本实施方式中，第2中间层494形成在金属基层490上。第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料例如含有镍。第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料为镍时，该第1中间层493和第2中间层494各自的杨氏模量为200gpa。此外，第1中间层493和第2中间层494各自的厚度例如为0.2～2μm左右，比第1接合层491、第2接合层492的厚度小。
170.前述导电性接合材49的层叠结构例如是通过溅射法、镀覆处理形成的。导电性接合材49的形成方法例如与前述的半导体装置a10中的导电性接合材49的情况是同样的。关于使用导电性接合材49将导电部2(第1主面部211)与led元件400接合的方法，也与前述的半导体装置a10中参照图11说明的方法是同样的。
171.如果利用导电性接合材49将导电部2与led元件400通过固相扩散接合，则导电性接合材49中的在z方向上观察时与半导体激光元件4重合的部位由于受到来自半导体激光元件4侧的按压力而轻微凹陷。这样，也如在图24中表现出的那样，导电性接合材49中，在z方向上观察时与led元件400重合的部位和在z方向上观察时与led元件400不重合的部位的边界部分形成有高度差。
172.如图24、图26和图28所示，在z方向上观察时导电性接合材49与led元件400重合的部位和不重合的部位的边界处附近，在第1接合层491与背面电极43(led元件400)的边界面、以及第2接合层492与第1主面部211(导电部2)的边界面，可产生空隙495。另一方面，如图24、图25和图27所示，在z方向上观察时比导电性接合材49与led元件400重合的部位和不重合的部位的边界部分稍靠内侧(在z方向上观察时导电性接合材49与led元件400重合的部位)处，第1接合层491与背面电极43(led元件400)的边界面以及第2接合层492与第1主面部211(导电部2)的边界面不存在空隙。据此能够理解，第1接合层491与背面电极43、以及第2接合层492与第1主面部211分别通过固相扩散形成牢固接合的状态。
173.如图21和图22所示，引线7与led元件400的电极衬垫421和导电部2的第2主面部212连接。引线7例如由au、cu、al等金属构成，本实施方式中由au构成。
174.堰部18配置在支撑构件1的支撑面1a上。堰部18在z方向上观察时为封闭框状，外缘呈矩形，内缘呈圆形。堰部18在z方向上观察时包围led元件400和透光树脂8。堰部18例如由白色的有机硅树脂构成。
175.透光树脂8填充在由堰部18包围的空间中，覆盖支撑构件1的支撑面1a的一部分、led元件400和引线7。透光树脂8由使来自led元件400的光透射的材质构成，例如由在透明的有机硅树脂或环氧树脂等中混入荧光材料的材质构成。作为上述荧光材料，例如采用被来自led元件400的蓝色光激发从而发出黄色光的材料。由此，从半导体装置a30发出白色光。
176.接下来对半导体装置a30的作用进行说明。
177.半导体装置a30中，存在于导电部2与led元件400之间的导电性接合材49包含金属基层490、第1接合层491和第2接合层492。第1接合层491与led元件400(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)分别通过金属的固相扩散导通接合，第1接合层491与第2接合层492之间存在金属基层490。根据这样的构成，通过固相扩散分别使第1接合层491与led元件400(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)接合时，金属基层490作为缓冲物发挥功能。由此实现分别作用于第1接合层491与led元件400(背面电极43)的边界部、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)的边界部的按压力的均匀化。因此，第1接合层491与led元件400(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)分别通过固相扩散接合牢固接合。结果，即使在使用半导体装置a30时导电性接合材49由于在led元件400产生的热而反复暴露于高温状态，导电性接合材49中的接合状态的变化也会受到抑制。因此，根据具备导电性接合材49的半导体装置a30，能够提高对于led元件400与导电部2的接合状态的可靠性。
178.本实施方式中，金属基层490的杨氏模量比第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料的杨氏模量小。根据这样的构成，通过固相扩散将导电性接合材49与led元件400(背面电极43)和导电部2(第1主面部211)接合时，通过相对较软的金属基层490来缓和应力，能够实现接合边界部的平滑化。由此，第1接合层491与led元件400(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)通过固相扩散更牢固地接合。
179.本实施方式中，金属基层490的厚度比第1接合层491和第2接合层492各自的厚度大。由此，在通过固相扩散进行接合时，分别作用于第1接合层491与led元件400(背面电极43)的边界部、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)的边界部的按压力变得更均
匀。因此，第1接合层491与led元件400(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)可分别形成更牢固的导通接合状态。
180.导电性接合材49包含第1中间层493和第2中间层494。第1中间层493存在于金属基层490与第1接合层491之间，第2中间层494存在于金属基层490与第2接合层492之间。具有第1中间层493和第2中间层494的构成适合于实现在通过固相扩散进行接合时，分别作用于第1接合层491与led元件400(背面电极43)的边界部、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)的边界部的按压力的均匀化。如果第1中间层493和第2中间层494各自的构成材料为镍，则第1中间层493和第2中间层494的杨氏模量较大。这种情况下，固相扩散接合时，作用于接合边界部的按压力变得更均匀，第1接合层491与led元件400(背面电极43)、以及第2接合层492与导电部2(第1主面部211)可形成更牢固的导通接合状态。
181.本实施方式中，第1接合层491和第2接合层492各自的构成材料含有银。根据这样的构成，在使用导电性接合材49通过固相扩散进行接合时，第1接合层491和第2接合层492的氧化受到抑制，可实现良好的固相扩散接合。
182.以上对本公开的具体实施方式进行了说明，但本公开不限定于此，可以进行各种变更。本公开涉及的半导体装置的具体构成可自由地进行各种设计变更。
183.构成本公开的导电性接合材的各层的材质、厚度也不受上述实施方式的限定。上述实施方式中，对导电性接合材具有金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层的情况进行了说明，但例如也可以设为不具有第1中间层和第2中间层的构成。关于导电性接合材，除了前述的金属基层、第1接合层、第2接合层、第1中间层和第2中间层以外，也可以设为例如在金属基层与第1接合层之间、金属基层与第2接合层492之间还存在其他金属层的构成。
184.本公开包括以下的附录中记载的构成。
185.附录1.
186.一种半导体装置，具备：
187.具有主面的导电部、
188.搭载于前述主面的半导体元件、以及
189.存在于前述导电部与前述半导体元件之间、使前述导电部与前述半导体元件导通接合的导电性接合材，
190.前述导电性接合材包含金属基层、第1接合层和第2接合层，前述第1接合层存在于前述金属基层与前述半导体元件之间，通过金属的固相扩散与前述半导体元件接合，前述第2接合层存在于前述金属基层与前述导电部之间，通过金属的固相扩散与前述导电部接合。
191.附录2.
192.根据附录1所述的半导体装置，前述金属基层的杨氏模量比前述第1接合层和前述第2接合层各自的杨氏模量小。
193.附录3.
194.根据附录2所述的半导体装置，前述金属基层的厚度比前述第1接合层和前述第2接合层各自的厚度大。
195.附录4.
196.根据附录3所述的半导体装置，前述金属基层的构成材料含有铝、钛、锌、铪和铒中的至少任一种。
197.附录5.
198.根据附录4所述的半导体装置，前述第1接合层和前述第2接合层各自的构成材料含有银、铜和金中的至少任一种。
199.附录6.
200.根据附录1至5中任一项所述的半导体装置，
201.前述半导体元件具有元件主体和形成在前述元件主体上的背面电极，
202.前述背面电极与前述第1接合层通过固相扩散相互接合。
203.附录7.
204.根据附录6所述的半导体装置，前述第1接合层和前述第2接合层各自的厚度比前述背面电极的厚度大。
205.附录8.
206.根据附录1至7中任一项所述的半导体装置，前述导电性接合材包含第1中间层和第2中间层，前述第1中间层存在于前述金属基层与前述第1接合层之间，前述第2中间层存在于前述金属基层与前述第2接合层之间。
207.附录9.
208.根据附录8所述的半导体装置，前述第1中间层和前述第2中间层各自的构成材料含有镍。
209.附录10.
210.根据附录1至9中任一项所述的半导体装置，进一步具备支撑基板，其具有与前述导电部相对的支撑面。
211.附录11.
212.根据附录10所述的半导体装置，进一步具备接合构件，其将前述导电部与前述支撑基板接合，
213.前述接合构件包含通过固相扩散接合的多个金属层。
214.附录12.
215.根据附录10或11所述的半导体装置，进一步具备密封树脂，其覆盖前述导电部和前述半导体元件、以及前述支撑基板的一部分，前述支撑基板具有与前述支撑面相反侧的底面，前述底面从前述密封树脂露出。
216.附录13.
217.根据附录12所述的半导体装置，进一步具备第1输入端子、第2输入端子、第1输出端子和第2输出端子，
218.前述半导体元件包含第1开关元件和第2开关元件，前述导电部包含将前述第1开关元件导通接合的第1导电部、以及将前述第2开关元件导通接合的第2导电部，
219.前述第1输入端子与前述第1导电部连接，前述第2输入端子与前述第2开关元件连接，前述第1输出端子和前述第2输出端子与前述第2导电部连接，
220.前述密封树脂覆盖前述第1输入端子、前述第2输入端子、前述第1输出端子和前述第2输出端子各自的一部分。
221.附录14.
222.根据附录1至9中任一项所述的半导体装置，进一步具备支撑构件，其具有支撑前述半导体元件的支撑面，
223.前述导电部包含主面部、底面部、以及使前述主面部与前述底面部导通的联络部。
224.附录15.
225.根据附录14所述的半导体装置，前述半导体元件包含半导体激光元件和开关元件，
226.前述导电部包含相互分开的第1部和第2部，
227.前述半导体激光元件与前述第1部导通接合，前述开关元件与前述第2部导通接合。
228.附录16.
229.根据附录15所述的半导体装置，进一步具备透光树脂，其覆盖前述半导体激光元件、前述开关元件、以及前述支撑构件的前述支撑面。
230.附录17.
231.根据附录14所述的半导体装置，进一步具备透光树脂，
232.前述半导体元件包含led元件，
233.前述透光树脂覆盖前述led元件、以及前述支撑构件的前述支撑面的至少一部分。
234.附录18.
235.根据附录17所述的半导体装置，进一步具备配置在前述支撑构件的前述支撑面上的框状堰部，
236.在前述支撑构件的厚度方向上观察时，前述堰部包围前述透光树脂。
237.符号说明
238.a10、a20、a30半导体装置；1支撑构件；1a支撑面；1b底面；10支撑基板；10a支撑面；10b底面；11第1支撑板；12第2支撑板；121第1区域；122第2区域；123第3区域；13底板；13a凹部；14第1面；15第2面；16第3面；17第4面；18堰部；19接合构件；2导电部；20导电部；20a主面；20b背面；201第1导电部；202第2导电部；203第3导电部；21主面部；21a主面；211第1主面部；211a主面；211b凸部；212第2主面部；212a主面；212b凹部；213第3主面部；213a主面；214第4主面部；214a主面；22底面部；221第1底面部；222第2底面部；223第3底面部；224第4底面部；23联络部；231第1联络部；232第2联络部；233第3联络部；234第4联络部；24基材；25导体层；26绝缘层；271栅极布线层；272检测布线层；31第1输入端子；311弯曲部；32第2输入端子；321弯曲部；33第1输出端子；331弯曲部；34第2输出端子；341弯曲部；35栅极端子；36检测端子；4半导体激光元件；40半导体元件；400led元件；401第1元件；402第2元件；41元件主体；411元件主面；412元件背面；42主面电极；421电极衬垫；43背面电极；44第1激光电极；45第2激光电极(背面电极)；49导电性接合材；490金属基层；491第1接合层；492第2接合层；493第1中间层；494第2中间层；495空隙；5开关元件；51元件主体；511元件主面；512元件背面；52栅极；53源极；54漏极(背面电极)；59导电性接合材；6电容器；61电极；62电极；7引线；71第1引线；72第2引线；73第3引线；8透光树脂；80密封树脂；81树脂主面；82树脂底面；84树脂第1面；85树脂第2面；86树脂第3面；87树脂第4面；9按压构件；l激光；x方向；y方向；z方向(厚度方向)。