半导体装置的制作方法

1.本发明涉及一种半导体装置，例如涉及一种具备经由焊料与芯片连接部连接的半导体芯片的半导体装置。


背景技术：

2.日本特开2007-109834号公报(专利文献1)记载了如下结构：作为功率用igbt模块，在经由焊料接合层安装有半导体芯片的半导体装置中，在中央面部及外周面部分别配置组分不同的焊料。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2007-109834号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.被称为功率半导体装置(功率模块)的半导体装置具有用于控制电力的元件。功率半导体装置是将功率用的半导体芯片经由焊料搭载于基板等芯片连接部，并根据需要连接有散热部件等的半导体装置。功率半导体装置需要提高半导体芯片的连接所使用的焊料合金层的连接可靠性。特别是在近年，可在高温下工作的功率用半导体芯片的开发也不断进行。因此，对功率半导体装置要求高温环境下的连接可靠性。
8.本发明的目的在于提供一种提高介于半导体芯片与芯片连接部之间的焊料合金层的连接可靠性的技术。
9.用于解决课题的方案
10.一实施方式的半导体装置具有：第一半导体芯片，其具有第一面以及上述第一面的相反侧的第二面；第一芯片连接部，其由金属构成，经由第一焊料合金层与上述第一半导体芯片的上述第二面连接；上述第一焊料合金层，其配置于上述第一半导体芯片的上述第二面与上述第一芯片连接部之间；以及第一金属间化合物层，其形成于上述第一半导体芯片的上述第二面与上述第一焊料合金层的边界，且具备从上述第二面侧朝向上述第一芯片连接部侧的凹凸面。上述第二面具备包含上述第二面的中心的第一区域以及包含上述第二面的外周的第二区域。关于上述第一金属间化合物层的厚度，与上述第二面的第一区域重叠的第一部分的平均厚度比与上述第二区域重叠的第二部分的平均厚度厚。
11.另一实施方式的半导体装置具有：第一半导体芯片，其具有第一面以及上述第一面的相反侧的第二面；第一芯片连接部，其由金属构成，经由第一焊料合金层与上述第一半导体芯片的上述第二面连接；上述第一焊料合金层，其配置于上述第一半导体芯片的上述第二面与上述第一芯片连接部之间；以及第一金属间化合物层，其形成于上述第一半导体芯片的上述第二面与上述第一焊料合金层的边界，且具备从上述第二面侧朝向上述第一芯片连接部侧的凹凸面。上述第二面具备包含上述第二面的中心的第一区域以及包含上述第
二面的外周的第二区域。上述第一金属间化合物层具有与上述第二面的第一区域重叠的第一部分以及与上述第二区域重叠的第二部分。上述第一部分处的上述凹凸面的高低差比上述第二部分处的上述凹凸面的高低差大。
12.发明效果
13.根据本技术所公开的发明，能够提高介于半导体芯片与芯片连接部之间的焊料合金层的连接可靠性。
14.上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。
附图说明
15.图1是示意性地表示一个实施方式的半导体装置的结构例的说明图。
16.图2是放大表示将图1所示的多个半导体芯片中的一个和导体图案电连接的焊料合金层的周边的放大剖视图。
17.图3是图2所示的半导体芯片的下表面侧的俯视图。
18.图4是在与图2相同的放大截面中示出对焊料合金层的厚度进行比较的范围的放大剖视图。
19.图5是相对于图3的变形例的半导体装置所具备的半导体芯片的下表面侧的俯视图。
20.图6是搭载图1所示的半导体芯片的导体图案的俯视图。
21.图7是相对于图2的变形例的半导体装置所具备的半导体芯片周边的放大剖视图。
22.图8是示意性地表示在相对于图2的研究例的半导体装置的连接构造中产生的龟裂的种类的放大剖视图。
具体实施方式
23.在用于说明以下的实施方式的各图中，原则上对同一部件标注同一符号，并省略其重复的说明。另外，功能上相同的元件有时用相同或对应的编号显示。另外，以下，有时为了使附图容易理解，即使是俯视图也标注阴影线。此外，附图示出了基于本公开的原理的实施方式和安装例，但它们是用于本公开的理解的图，绝非用于限定性地解释本公开。本说明书的描述是典型的示例。
24.在本实施方式中，为了本领域技术人员实施本公开而充分详细的进行其说明，但需要理解的是，也能够是其它的安装、方式，能够不脱离本公开的技术思想的范围和精神地进行结构、构造的变更、各种要素的置换。
25.在以下的实施方式的说明中，作为半导体装置的一例，举出在形成于绝缘基板上的金属图案上经由焊料搭载多个半导体芯片并模块化而成的半导体装置(功率半导体装置、功率模块)来进行说明。但是，以下说明的技术只要是具备经由焊料与芯片连接部连接的半导体芯片的半导体装置，就能够应用于各种变形例。
26.另外，在以下的实施方式的说明中，作为经由焊料合金层连接有半导体芯片的芯片连接部的例子，例示性地列举形成于绝缘基板上的金属制的导体图案来进行说明。但是，芯片连接部存在各种变形例，例如能够例示与半导体芯片电连接的引线部件、支撑半导体芯片的引线框的芯片座、或者与半导体芯片电连接的其它电子元件的电极等。
27.＜半导体装置的结构例＞
28.图1是示意性地表示本实施方式的半导体装置的结构例的剖视图。半导体装置100具有多个半导体芯片(半导体芯片10及20)和搭载有半导体芯片10及20的基板30。基板30具有绝缘基板31、形成于绝缘基板31的上表面31t的多个导体图案32、以及形成于绝缘基板31的下表面31b的导体图案33。半导体芯片10及20搭载于多个导体图案32所包含的导体图案32a。搭载有半导体芯片10及20的基板30经由焊料合金层2搭载于底板3上。搭载于底板3上的基板30与半导体芯片10及20一起被罩4覆盖，并且容纳于被罩4及底板3包围的空间内。在被罩4及底板3包围的空间内填充有例如作为凝胶状的绝缘材料的密封材料5，半导体芯片10及20和导线6被密封材料5密封。
29.基板30例如在作为陶瓷基板的绝缘基板31的两面粘贴有金属膜，该金属膜被图案化而构成电路。基板30能够使用dbc(direct bond copper)或dba(direct bond aluminum)，dbc(direct bond copper)使用以铜为主成分的金属作为导体图案32以及33，dba(direct bond aluminum)使用以铝为主成分的金属作为导体图案32以及33。但是，构成搭载半导体芯片10及20的芯片搭载部(芯片连接部)的材料能够应用各种金属材料。例如，即使在连接于由cu、al、cu-mo、al-sic(铝与碳化硅的复合材料)、mg-sic(镁与碳化硅的复合材料)、42allloy、cic(copper invar copper)等金属构成的芯片连接部的情况下，通过应用以下说明的技术，也能够提高介于半导体芯片与芯片连接部之间的焊料合金层的连接可靠性。
30.在图1所示的截面中，多个导体图案32包含：导体图案32a，其搭载有半导体芯片10及20；导体图案32b，其经由导线6与半导体芯片10及20电连接；以及导体图案32c，其电连接有引线7。引线7的一部分被导出到罩4的外部，连接于半导体装置100的端子。或者，引线7自身被用作端子。
31.半导体装置100是组装到电力供给电路的电力控制用的电子元件(功率半导体装置、功率模块)。作为功率模块，例如能够例示将半导体芯片10及20用作开关元件的逆变器等。半导体装置100例如被组装到搭载于铁道车辆、汽车的车身、飞机、产业装置等的电源装置。在这样的用途的情况下，有时半导体装置100暴露于高温环境，对构成半导体装置100的各部件要求高温下的可靠性。例如，作为构成半导体芯片10、20的半导体基板，在使用sic、gan等的情况下，与使用si的情况相比，能够在高温下工作。因此，将半导体芯片10及20电连接或热连接于芯片连接部的部分的连接可靠性需要确保更高温度下的可靠性。
32.如后所述的图2所示，半导体芯片10具有形成于下表面10b的金属化膜11和形成于上表面10t的电极焊盘12。电极焊盘12经由图1所示的导线6与导体图案32b电连接。金属化膜11经由焊料合金层40与导体图案32a电连接。金属化膜11和电极焊盘12分别作为半导体芯片10的电极发挥功能。例如在半导体芯片10为mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)的情况下，电极焊盘12以及金属化膜11中的任一方为源极电极，另一方为漏极电极。例如在半导体芯片10为双极晶体管的情况下，电极焊盘12以及金属化膜11中的任一方是发射极电极，另一方是集电极电极。在晶体管的情况下，在上表面10t除了电极焊盘12，还形成有栅极电极用的电极焊盘。另外，例如，在半导体芯片10为二极管的情况下，电极焊盘12以及金属化膜11中的任一方为阳极电极，另一方为阴极电极。
33.＜半导体芯片的连接构造＞
34.基于上述内容，对提高了半导体芯片与芯片连接部的连接部分的可靠性的本实施方式的结构例进行说明。图2是放大表示将图1所示的多个半导体芯片中的一个和导体图案电连接的焊料合金层的周边的放大剖视图。图3是图2所示的半导体芯片的下表面侧的俯视图。图8是示意性地表示在相对于图2的研究例的半导体装置的连接构造中产生的龟裂的种类的放大剖视图。另外，以下，关于提高半导体芯片与芯片连接部的连接部分的可靠性的技术，例示性地列举图1所示的半导体芯片10与导体图案32a的连接构造来进行说明。但是，例如，能够应用于半导体芯片20与导体图案32a的连接构造等经由焊料合金层40连接的各种部分。
35.如图2所示，半导体装置100具有半导体芯片10、导体图案32a、焊料合金层40以及金属间化合物层50。半导体芯片10具有上表面10t和上表面10t的相反侧的下表面10b。导体图案32a由金属(例如cu)构成，经由焊料合金层40与半导体芯片10的下表面10b连接。金属间化合物层50形成于半导体芯片10的下表面10b与焊料合金层40的边界，具备从下表面10b侧朝向导体图案32a侧的凹凸面。如图3所示，半导体芯片10的下表面10b具备包含下表面10b的中心的区域r1以及包含下表面10b的外周的区域r2。如图2所示，关于金属间化合物层50的厚度，与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分50r1的平均厚度比与区域r2(参照图3)重叠的部分50r2的平均厚度厚。
36.以下，在使用图8所示的半导体装置100c对连接部分的故障模式进行说明之后，对通过图2以及图3所示的本实施方式的连接构造提高连接部分的可靠性的理由进行说明。根据本技术发明人的研究，成为使将半导体芯片10和导体图案32a电连接的焊料合金层40的连接可靠性降低的原因的故障模式能够大致分为以下的两个。
37.第一是以由于构成连接部周边的各部件的线膨胀系数的不同而产生的热应力为原因的故障模式。该第一故障模式在焊料合金层40的外周部分(靠近半导体芯片10的侧面的部分)产生，向焊料合金层40的内侧、换言之中央部分进展。在由于第一故障模式在焊料合金层40产生龟裂cr1的情况下，容易产生在沿着半导体芯片10的下表面10b的方向上延伸的龟裂。当施加反复的温度循环负载时，龟裂cr1朝向中央部分延伸。
38.第二是在半导体芯片10中由通电时产生的热引起的焊料合金层40的劣化而引起的故障模式。该第二故障模式在散热特性相对较低的中央部分发生。在因第二故障模式而产生龟裂cr2的情况下，龟裂cr2容易朝向焊料合金层40的厚度方向(换言之，下表面10b的面外方向)产生。当施加反复的温度循环负载时，龟裂cr2的产生部位从中央部分朝向外周部分扩大。在该第二故障模式的情况下，与龟裂cr2产生这一情况自身相比，龟裂cr2的产生范围扩大这一情况才是连接可靠性降低的原因。
39.为了抑制第一故障模式，优选使用低弹性的焊料合金。若焊料合金层40的外周部分为低弹性，则能够缓和热应力，抑制成为起点的龟裂cr1的产生、或者抑制龟裂cr1产生后的进展。为了抑制第二故障模式，优选在中央部使用耐热性高的焊料合金层40。但是，在使用种类不同的焊料合金的情况下，根据涂布行程的条件或回流焊条件的不同，两种焊料合金的混合的程度发生变化，因此难以在设计的位置稳定地形成两种焊料合金层。由于制造条件的偏差，存在连接可靠性降低的可能性。因此，优选配置于半导体芯片10与导体图案32a之间的焊料合金层40由一种焊料合金构成。
40.因此，本技术发明人着眼于在中央部分的连接截面设置阻碍龟裂cr2的产生部位
从中央部分朝向外周部分扩大的部件来作为第二故障模式的抑制方法。如图2所示，在本实施方式的情况下，金属间化合物层50的部分50r1相当于阻碍龟裂cr2的产生部位从中央部分朝向外周部分扩大的部件。
41.图2所示的金属间化合物层50是在焊料合金层40所包含的金属与构成形成于半导体芯片10的下表面10b的金属化膜11的金属之间产生的化合物。例如，在本实施方式的情况下，焊料合金层40的焊料合金除了锡(sn)，还含有铜(cu)和锑(sb)，且含有0.7重量％以上的铜。此外，构成焊料合金层40的焊料合金能够使用通常的无铅焊料，但优选包含锑和0.7重量％以上的铜。另外，若考虑应力缓和特性的提高，则特别优选sn-3～5cu-10sb焊料。另外，作为焊料合金的变形例，例如能够使用sn-3～7cu焊料。半导体芯片10的金属化膜11能够应用cu、ni、au、ag、pt、pd、ti、tin、fe-ni、fe-co等fe轻合金等各种金属、合金。例如在本实施方式的情况下，金属化膜11由镍(ni)构成。在该情况下，金属间化合物层为焊料合金和金属化膜11的主成分的金属即ni-sn的金属间化合物层。
42.在将半导体芯片10搭载于导体图案32a上的回流焊行程中，焊料合金和金属化膜11反应，由此形成金属间化合物层50。因此，金属间化合物层50从半导体芯片10的下表面10b、即金属化膜11向下方(朝向导体图案32a的方向)生长。此时，金属间化合物层50不均匀地形成，如图2所示，形成为从下表面10b侧朝向导体图案32a侧的凹凸面。在该凹凸面的高低差大的情况下，能够抑制因上述的第二故障模式而产生的龟裂向外周侧扩大。即，在本实施方式的情况下，通过增大金属间化合物层50的凹凸面的高低差，抑制了因第二故障模式而产生的龟裂向外周侧扩大。
43.另一方面，对于与其生长方向正交的方向的外力，金属间化合物层50脆，且容易损伤。因此，在具备高低差大的凹凸面的金属间化合物层50形成至半导体芯片10的下表面10b的外周侧的情况下，由于上述的第一故障模式的热应力，金属间化合物层50会损伤。因此，从抑制第一故障模式的观点出发，形成于外周部分的金属间化合物层50的凹凸面的高低差越小越好。
44.因此，在本实施方式的情况下，在外周区域，以凹凸面的高低差变小的方式形成金属间化合物层50。详细而言，如图3所示，半导体芯片10的下表面10b具备包含下表面10b的中心的区域r1以及包含下表面10b的外周的区域r2。如图2所示，金属间化合物层50具有与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分50r1和与区域r2(参照图3)重叠的部分50r2。关于金属间化合物层50的凹凸面的高低差，下表面10b的部分50r1的高低差比部分50r2的高低差大。
45.金属间化合物层50的凹凸面的高低差例如可以如下形成。金属间化合物层50的凹凸面的高低差与在焊料合金和金属化膜11相接的状态下进行回流焊处理的时间成比例地变大。因此，如果在回流焊工序中，以如下方式管理回流焊工序，即，在仅半导体芯片10的下表面10b的区域r1(参照图3)与焊料合金接触的状态下开始回流焊，在回流焊处理的中途使焊料合金与区域r2接触，则能够制造图2所示的连接构造。在该方法的情况下，首先，将膏或片状的焊料合金涂布(配置)于导体图案32a上。接着，将半导体芯片10配置于膏或片状的焊料合金上。此时，与焊料合金相接的区域仅为区域r1，区域r2与焊料合金不接触。接着，作为加热工序，对焊料合金进行加热。此时，在焊料合金与半导体芯片10的下表面10b的连接界面，金属间化合物层被生成，且朝向导体图案32a生长。接着，使半导体芯片10与导体图案32
的距离接近。由此，熔融的焊料向周围扩散，区域r2(参照图3)和焊料合金接触。当在该状态下再次加热时，如图2所示，在每个部分得到高低差被进行了控制的金属间化合物层50。
46.在该情况下，凹凸面的高低差能够表现为部分50r1的平均厚度(从下表面10b到凹凸面的多个凸部分的顶点的距离的平均值)以及部分50r2的平均厚度。即，如上所述，关于金属间化合物层50的厚度，与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分50r1的平均厚度比与区域r2(参照图3)重叠的部分50r2的平均厚度厚。在该情况下，在平均厚度较厚的部分50r1，凹凸面的高低差变大，而在平均厚度较薄的部分50r2，凹凸面的高低差变小。
47.另外，作为金属间化合物层50的形成方法的变形例，也有以下的方法。即，在下表面10b的区域r1(参照图3)，预先形成有形成为金属间化合物层50的高低差大的凹凸形状的金属膜。该金属膜例如能够通过电镀法形成。若在将区域r2(参照图3)遮盖的状态下，通过电镀法在区域r1选择性地形成具有凹凸的金属膜，则在回流焊处理中，即使在使焊料合金与下表面10b整体接触的状态下开始回流焊的情况下，也能够如图2所示地控制金属间化合物层50的高低差。
48.在本实施方式的半导体装置100的情况下，如上所述，在部分50r1和部分50r2形成为凹凸面的高低差(换言之，平均厚度)不同，因此能够抑制上述的第一故障模式和第二故障模式的每一个。另外，焊料合金层40由一种焊料合金构成，因此能够稳定地实现图2所示的连接构造。其结果，能够提高半导体芯片10的下表面10b与焊料合金层40的连接界面的连接可靠性。
49.另外，焊料合金层40将半导体芯片10和导体图案32a连接，因此除了半导体芯片10的下表面10b侧，优选在导体图案32a侧也形成有与金属间化合物层50同样的金属间化合物层60。在本实施方式的情况下，如图2所示，在从上表面10t观察半导体芯片10的俯视下，导体图案32a具备与整个下表面10b对置的上表面32t。在导体图案32a的上表面32t与焊料合金层40的边界，形成有具备从上表面32t侧朝向半导体芯片10侧的凹凸面的金属间化合物层60。关于金属间化合物层60的厚度，与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分60r1的平均厚度比与区域r2(参照图3)重叠的部分60r2的平均厚度厚。
50.图2所示的金属间化合物层60可以如下表现。金属间化合物层60具有与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分60r1和与区域r2(参照图3)重叠的部分60r2。关于金属间化合物层60的凹凸面的高低差，下表面10b的部分60r1的高低差比部分60r2的高低差大。由此，在焊料合金层40的下表面侧的连接界面、换言之，在焊料合金层40与导体图案32的连接界面，能够提高连接可靠性。
51.另外，在焊料合金层40的外周部，从提高通过焊料合金层40的应力缓和功能的观点出发，优选加厚外周部分处的焊料合金层40的厚度。如图4所示，关于焊料合金层40的厚度，与下表面10b的区域r2(参照图3)重叠的部分40r2的平均厚度t2比与区域r1(参照图3)重叠的部分40r1的平均厚度t1厚。在本实施方式的情况下，通过如上述那样构成金属间化合物层50以及60的平均厚度，能够控制焊料合金层40的平均厚度。另外，图4是与图2相同的截面的放大剖视图，为了容易观察符号而记载为另一图。
52.另外，图3所示的区域r1和区域r2的范围具有各种实施例。以下，对从提高连接可靠性的观点出发优选的方式进行说明。首先，区域r1和区域r2彼此相邻。就区域r1而言，能够将下表面10b中的、在回流焊处理开始时与作为焊料合金层40的原料的膏或片状的焊料
合金接触的部分定义为区域r1。区域r2是区域r1周围的部分，能够定义为在回流焊处理开始后由于膏或片状的焊料合金扩展而相接的区域。在通过回流焊处理中的接触时间来控制金属间化合物层50及60的厚度(高低差)的情况下，严格来说焊料合金从中央部分向外周部分逐渐扩展，因此与区域r2的最外周相比，在区域r1的附近存在金属间化合物层50及60的厚度较厚的区域。在本技术中，该区域作为属于区域r2的区域来考虑。另外，作为变形例，在区域r1选择性地形成有具有凹凸面的金属膜的情况下，能够将形成有该金属膜的区域定义为区域r1，将其周围的区域定义为区域r2。
53.在上述的定义中，为了抑制金属间化合物层50及60(参照图2)的损伤，优选区域r1的范围不过大。详细而言，优选区域r2以包围区域r1的方式设置，区域r2的面积比区域r1的面积大。通过使区域r2的面积比区域r1的面积大，能够抑制高低差大的金属间化合物层50的部分50r1及金属间化合物层60的部分60r1因热应力而破损。
54.理想的是，区域r1的轮廓优选为圆或者椭圆。在下表面10b的形状为正方形的情况下，优选为圆形。另外，在下表面10b的形状为长方形的情况下，优选为在沿着长边的方向上具有长径的椭圆。另外，优选的是，在从下表面10b的中心朝向下表面10b的各边引出垂线(假想线)的情况下，区域r1配置于通过该垂线的全长中的中心侧的80％的位置的圆或椭圆的内侧。
55.另外，在上述的定义中，优选将图3所示的区域r1进行了圆形换算时的直径的长度d1相对于将下表面10b进行了正方形换算时的一边的长度l1为1/3以上。通过增大区域r1的面积，即使在图8所示的龟裂cr2产生的部位从中央偏离了的情况下，也能够抑制其扩大。另外，如后所述，区域r1的形状并不限定于圆形，下表面10b的形状并不限定于正方形，但在对各区域的面积的标准进行比较的情况下，能够以如上所述地进行换算后的值来评价。
56.另外，从抑制上述第一故障模式和第二故障模式的观点出发，特别优选的是，关于金属间化合物层50的厚度，部分50r1的平均厚度比部分50r2的平均厚度厚三倍以上。同样地，优选地，关于金属间化合物层60的厚度，部分60r1的平均厚度比部分60r2的平均厚度厚，为三倍以上。
57.＜变形例1＞
58.接着，对相对于图2所示的半导体装置100的连接构造的变形例进行说明。图5是相对于图3的变形例的半导体装置所具备的半导体芯片的下表面侧的俯视图。在本变形例中，在多个半导体芯片以近距离相互相邻配置的情况下是有效的技术。此外，以下说明的半导体装置200除了半导体芯片10及20的下表面上的区域的位置关系与图3不同这一点，与上述的半导体装置100相同。在以下的说明中，根据需要参照图1～图4进行说明。
59.如图5所示，半导体装置200与图1所示的半导体装置100同样地，具有俯视下搭载于半导体芯片10的旁边的半导体芯片20。半导体芯片10的下表面10b形成四边形，该四边形具备与半导体芯片20对置的边10s1、边10s1的相反侧的边10s2、与边10s1及边10s2交叉的边10s3、以及边10s3的相反侧的边10s4。区域r1设置于与边10s2相比，更靠近边10s1的位置。换言之，区域r1靠近半导体芯片20配置。
60.在如半导体芯片10及20那样，多个半导体芯片以相邻的方式配置的情况下，与单独配置一个半导体芯片10的情况相比，在下表面10b的面内，容易成为高温的场所变化。半导体芯片10的外周区域与中央区域相比仍然容易散热。但是，就中央区域中的接近边10s1
的区域(换言之，接近半导体芯片20的区域)而言，与接近边10s2的区域(换言之，远离半导体芯片20的区域)相比，容易成为高温。认为其原因是由于在边10s1侧存在作为其它热源的半导体芯片20，因此散热特性降低。在如本实施方式地，将区域r1设置于相比边10s2更接近边10s1的位置的情况下，成为在容易产生使用图8所说明的龟裂cr2的部位设置区域r1。这样，在具备多个半导体芯片的半导体装置的情况下，优选考虑伴随着多个半导体芯片的位置关系的热的分布来规定区域r1的布局。由此，能够有效地抑制龟裂cr2产生的部位扩大。
61.但是，从抑制由上述的第一故障模式引起的龟裂cr1(参照图8)的进展的观点出发，优选的是，区域r1的范围不极端地靠近边10s1侧。理想的是，在从下表面10b的中心朝向下表面10b的各边(边10s1、10s2、10s3以及10s4)引出垂线(假想线)的情况下，优选区域r1配置于通过该垂线的全长中的中心侧的80％的位置的圆或椭圆的内侧。
62.另外，在图5中示出了半导体芯片的数量为两个的例子，但半导体芯片的数量并不限定于两个。例如，在图6所示的半导体装置200的情况下，具备六个半导体芯片(半导体芯片10、20、10a、20a、10b、以及20b)。图6是搭载有图1所示的半导体芯片的导体图案的俯视图。图6是从半导体芯片的上表面侧观察的俯视图，但示出了下表面的区域r1及区域r2的范围。或者，虽然省略了图示，但也存在四个半导体芯片彼此相邻地搭载于一个半导体装置内的情况。这样，在多个半导体芯片彼此相邻地搭载的情况下，优选区域r1的位置靠近相邻的半导体芯片配置。另外，在如图6所示的半导体芯片10a那样，在两侧相邻地配置有半导体芯片10以及10b的情况下，也存在半导体芯片10a的区域r1的面积比半导体芯片10的区域r1的面积大的情况。半导体芯片10a搭载于比半导体芯片10及10b难以散热的位置，但通过增大中央区域(区域r1)的面积，能够抑制上述的第二故障模式的产生。
63.＜变形例2＞
64.图7是相对于图2的变形例的半导体装置所具备的半导体芯片周边的放大剖视图。在本变形例中，对在一个半导体芯片的上表面以及下表面连接有焊料合金层的实施方式进行说明。
65.半导体装置300与图2所示的半导体装置100的不同点在于，在使用图2所说明的半导体装置100的构造中的上表面10t侧的电极焊盘12经由焊料合金层70连接有导体图案80。其它方面与图2所示的半导体装置100相同，因此省略重复的说明。
66.半导体装置300由金属构成，具有经由焊料合金层70与半导体芯片10的上表面10t连接的导体图案(第二芯片连接部)80、以及配置于半导体芯片10的上表面10t与导体图案80之间的焊料合金层70。
67.另外，半导体装置300具有金属间化合物层55，该金属间化合物层55形成于半导体芯片10的上表面10t与焊料合金层70的边界，具备从上表面10t侧朝向导体图案80侧的凹凸面。关于金属间化合物层55的厚度，与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分55r1的平均厚度比与区域r2(参照图3)重叠的部分55r2的平均厚度厚。
68.金属间化合物层55的构造也可以如下表现。即，金属间化合物层55具有与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分55r1和与区域r2(参照图3)重叠的部分55r2。关于金属间化合物层55的凹凸面的高低差，下表面10b的部分55r1的高低差比部分55r2的高低差大。在半导体芯片10的上表面10t侧连接焊料合金层70的情况下，通过本变形例的结构，能够提高焊料合金层70与半导体芯片10的电极焊盘12的连接界面的连接可靠性。
69.同样地，半导体装置300具有金属间化合物层65，该金属间化合物层65形成于导体图案80的下表面80b与焊料合金层70的边界，且具备从下表面80b侧朝向半导体芯片10的上表面10t侧的凹凸面。另外，金属间化合物层65具有与下表面10b的区域r1(参照图3)重叠的部分65r1和与区域r2(参照图3)重叠的部分65r2。关于金属间化合物层65的凹凸面的高低差，下表面10b的部分65r1的高低差比部分65r2的高低差大。通过变形例的结构，能够提高焊料合金层70与导体图案80的连接界面的连接可靠性。
70.另外，作为经由焊料合金层70连接于半导体芯片10的芯片连接部的例子，列举导体图案80进行了说明，但例如在安装散热板等部件的情况下也是有效的。在散热板的情况下，由于图8中所说明的龟裂cr1、龟裂cr2的产生及进展，热路径被分断，因此散热特性降低。通过应用上述的构造，能够抑制散热性的降低。另外，虽然省略了图示，但也存在例如在图6所示的多个半导体芯片的各自的上表面以及下表面连接有导体图案的情况。
71.另外，在上述中对各种变形例进行了说明，但能够适当组合应用各变形例。
72.以上对本实施方式的代表性的变形例进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施例、代表性的变形例，在不脱离发明的主旨的范围内，能够应用各种变形例。
73.产业上的可利用性
74.本发明能够用于光学装置。
75.符号说明
76.2—焊料合金层，3—底板，4—罩，5—密封材料，6—导线，7—引线，10、10a、10b、20、20a、20b—半导体芯片(半导体元件)，10b—下表面(背面)，10s1、10s2、10s3、10s4—边，10t—上表面(表面)，11—金属化膜，12—电极焊盘，30—基板，31—绝缘基板，31b—下表面，31t、32t—上表面，32、32a、32b、32c、33—导体图案，40、70—焊料合金层，40r1、40r2—部分，50、55、60、65—金属间化合物层，50r1、50r2、55r1、55r2、60r1、60r2、65r1、65r2—部分，80—导体图案(第二芯片连接部)，80b—下表面，100、100c、200、300—半导体装置，cr1、cr2—龟裂，r1—区域(中央区域)，r2—区域(外周区域)。