JP2004207618A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ダイオードを並列に接続した半導体装置において、オーバースペックとなる高価なダイオードを使用せずに、各ダイオードを流れる電流の不均衡に起因して特定のダイオードが過剰に発熱することを防止可能な半導体装置を提供すること。
【解決手段】SiC基板を用いたショットキバリアダイオード11a〜11dを等間隔に実装する。さらに、これらのダイオードを1つの接続子12、補助接続子13を介してリード15に接続する。SiCのVF特性は、温度に対して正となるので、ショットキバリアダイオード11a〜11dのいずれかに電流が集中した場合でも、このVF特性から電流が均衡するような変化が生じる。また、SiC基板を用いた場合、ジャンクション温度が高いので、温度上昇による半導体装置の破壊が起きにくい利点もある。
【選択図】 図1
【解決手段】SiC基板を用いたショットキバリアダイオード11a〜11dを等間隔に実装する。さらに、これらのダイオードを1つの接続子12、補助接続子13を介してリード15に接続する。SiCのVF特性は、温度に対して正となるので、ショットキバリアダイオード11a〜11dのいずれかに電流が集中した場合でも、このVF特性から電流が均衡するような変化が生じる。また、SiC基板を用いた場合、ジャンクション温度が高いので、温度上昇による半導体装置の破壊が起きにくい利点もある。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する分野】
本発明は、半導体装置に係り、特に並列接続された複数個のショットキバリアダイオードまたはPN接合ダイオードを備えている半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ダイオードを並列に接続した半導体装置については、例えば特許文献1に記載されたもののように、以前から様々な構造が提案されている。図7は、従来技術に係る半導体装置の例を示す側面図である。図7の符号において、100は半導体装置、101a〜101cはダイオード、106はリードフレーム、107,108はリード、109は弾性体、110は金属板を示している。
【0003】
半導体装置100は、複数個のダイオード101a〜101cが設けられており、これらをリードフレーム106および金属板によって並列に接続したものであり、簡単な構造でダイオードを並列に接続できるようにしている。
【0004】
ところで、シリコン(以下、Siとする)からなるダイオードを並列接続した半導体装置において、ダイオード同士のわずかな特性の差などに起因して、それぞれのダイオードを流れる電流に多少の不均衡が生じることがある。Siは、VFに対して負の温度特性を持っているので、Siから形成されたダイオードは、電流に起因する発熱によってVFが小さくなり、VFが小さくなることによってさらに大きな電流が流れるという性質を持っている。
【0005】
したがって、他のダイオードより大きな電流が流れているダイオードは、他のダイオードよりも温度上昇が大きくなるので、そのダイオードのVFが小さくなる。VFがさらに小さくなると、上述のように、そのダイオードにはさらに大きな電流が流れるので、電流の不均衡が拡大して、VFの小さいダイオードの過剰な発熱を招くことになり、場合によっては熱暴走に至ることも考えられる。
【0006】
この問題は、Siの特性によって引き起こされるものであり、半導体装置の構造改善によって防止することは困難である。そこで、このような半導体装置においては、本来必要となる定格電流よりも相当程度高い定格電流を持つダイオードを実装することによって、このような問題の発生を回避している。しかし、この対策を採用すると、高価なダイオードを使用せざるを得ないので、半導体装置の製造コストを上昇させることになる。
【0007】
【特許文献1】
特開昭49−3028号公報(第1頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ダイオードを並列に接続した半導体装置において、オーバースペックとなる高価なダイオードを使用せずに、各ダイオードを流れる電流の不均衡に起因して特定のダイオードが過剰に発熱することを防止可能な半導体装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、本発明は、SiCからなる半導体基板の一方の面に金属体をショットキ接合した複数個のショットキバリアダイオードを備え、かつ、これらのショットキバリアダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したことを特徴とするものとした。
【0010】
以上の手段によれば、SiCは、一般的なダイオードの使用温度環境において、Siとは逆にVFに対して正の温度特性を持っているので、他のダイオードより大きな電流が流れているダイオードは相対的にVFが大きくなる。(また,SiCはTj(ジャンクション温度)が500℃でも,素子破壊がおこらない。)したがって、そのダイオードの電流は減少し、各ダイオードを流れる電流の不均衡が解消される方向に変化する。
【0011】
また、半導体装置において、SiCからなる第1導電型の半導体基板の一方の面に第2導電型の導電領域を形成した複数個のダイオードを備え、かつ、これらのダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したことを特徴とするものとした。
【0012】
したがって、この手段においても、SiCがSiとは逆の温度特性を持っていることから、各ダイオードを流れる電流の不均衡が解消される方向に変化する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。図1の符号において、10は半導体装置、11a,11b,11c,11dはショットキバリアダイオード、12は接続子、13は補助接続子、14はプレート、15,16はリード、17は開口部,18a,18bはハンダ、20はリードフレームである。また、図6は、SiCで形成されたショットキバリアダイオードのVF特性の説明図であり、(a)はショットキバリアダイオードの所定温度下における順方向における電圧と電流との関係を示すグラフであり、(b)は所定の順方向電流値におけるショットキバリアダイオードの温度と順方向電圧を示すグラフである。
【0014】
半導体装置10は、例えば電源装置において整流用に使用されるものであり、SiC基板を用いたショットキバリアダイオード11a〜11dを等間隔に実装している。なお、実装するダイオードの個数は、複数個であり、かつ、リードフレーム20に接続可能な個数であれば何個であっても良い。
【0015】
ショットキバリアダイオード11a〜11dは、SiC基板にTiをショットキ接合し,その上にはんだ接続用にNiを積層したものであり、すべて同一の面積及び特性を有する。なお、ショットキ接合する金属は、Tiが最も好ましいが、それが設置されるシステムの要求に応じて他の金属を使用しても良い。このショットキー金属の上は、はんだ接続用としてNiを使用したがこの金属としてはAuやAlあるいはMonel等のNiの合金を積層してもよい。また、はんだ接続用のNiの上にAgやAuを積層してNiの酸化を防ぐこともある。また、ショットキバリアダイオード11a〜11dに代えてPN接合ダイオードを用いることも可能である。この場合、SiC基板に注入した不純物を1700℃以上の高温下で活性化させ、SiC基板と反対の導電型の導電領域を形成する。拡散させる不純物は、SiC基板と反対の導電型であれば、どのようなものでもよい。また、SiC基板の導電型は、ショットキバリアダイオード、PN接合ダイオードのいずれにおいてもP型またはN型が利用可能であり、必要に応じて選択すれば良い。
【0016】
また、ショットキバリアダイオード11a〜11dは、SiC基板を用いて形成されているので、図6(a)に示すように、VF特性に対して正の温度特性を有している。すなわち、ショットキバリアダイオード11a〜11dの温度が高くなるほど、順方向電圧に対する順方向電流値は低くなる特性を持っている。これは、見方を変えれば、図6(b)に示すように、順方向電流値を一定とした場合、ショットキバリアダイオード11a〜11dの温度が高いほど順方向電圧が高くなることを意味する。これは、SiC基板で形成したPN接合ダイオードにおいても同様である。
【0017】
ここで、例えば半導体装置10に一定の順方向電圧を印加するしたときに、ショットキバリアダイオード11aに順方向電流が集中したと仮定する。ショットキバリアダイオード11aは、電流の集中によってショットキバリアダイオード11b〜11dよりも相対的に高温になって行く。そうすると、図6(a)からわかるように、ショットキバリアダイオード11aの温度上昇とともに、順方向電圧は相対的にショットキバリアダイオード11b〜11dよりも高くなる。そうすると、上記のVF特性大きくなるので、順方向電流は逆に低下する。したがって、結果的にショットキバリアダイオード11a〜11dの電流は、常に均衡するように変化する。なお、SiC基板を用いて形成されたショットキバリアダイオードでも、順方向電圧がおよそ1.1V以下のときは、VF特性に対して負の温度特性を持っている。しかし、整流用に使用される半導体装置においては、ダイオードの電流密度が大きい、すなわち同チップ面積において大電流を取れるか否かが大きな課題となるのであって、電圧が極めて低いときにのみ現れるこのような特性は全く問題とならない。
【0018】
ところで、一般的に欠陥率に対する良品率は、Y=exp(−D・A)の式で表すことが知られている。(Y:良品率,D:欠陥密度,A:チップ面積、出典:リアライズ社「シリコンウェーハ表面のクリーン化技術」)ところで,SiC基板には,マイクロパイプという欠陥が、1平方センチメートルあたり10個程度存在することが確認されており、仮に良品率を90%必要とすると上式より、動作不良を回避できるチップ面積は1.1平方ミリメートル程度となる。したがって、ショットキバリアダイオード11a〜11dは、チップ面積を1平方ミリメートルよりも小さくすることが望ましい。しかし、実装するダイオードの面積が小さくなると、逆に接続子によって接続する際に接続不良となる可能性が高まるので、双方の問題を勘案すると、チップ面積を1平方ミリメートルまたはこれに近い面積にすることが最も望ましい。
【0019】
もっとも現在あるマイクロパイプの欠陥密度は技術革新によって今後減少されるが,この場合も上式によって最適なチップ面積を求めることができる。この場合,チップ面積は1平方ミリメートルよりも大きくなるが,それを並列することによって,さらに大電流での動作可能な半導体装置を作製できるようになる。
SiCには,マイクロパイプ欠陥だけではなく,他に積層欠陥や点欠陥が多数存在しており,実際には最適なチップ面積はそれらの欠陥も考慮して選ぶことになる。
【0020】
接続子12は、ショットキバリアダイオード11a〜11dの一方の電極に接続されるものであり、さらに補助接続子13を介してリード15に電気的に接続されている。なお、実装されるダイオードは、必ず複数個となるので、半導体装置10の製造工程を簡略化するために、同一の接続子がすべてのダイオードの一方の電極に接続されるようにすることがきわめて望ましい。
【0021】
リードフレーム20は、プレート14及びリード16からなる。プレート14には、ショットキバリアダイオード11a〜11dの他方の電極に接続されるとともに、ダイオード11a〜11dに通電した際には放熱体の役割も果たす。リード16は、別体のリード15とともに、半導体装置10の外部接続端子となる。さらに、リード15及びリード16の先端側を除いて図5に示した樹脂によって封止される。
【0022】
以上説明した構成を有する半導体装置10に順方向電圧を印加すると、ダイオード11a〜11dのいずれかに電流が集中した場合でも、SiCのVF特性から電流が均衡するような変化が生じるので、Siからなるダイオードのように、電流集中になる過熱から熱暴走状態になることがない。したがって、従来技術に係る半導体装置のように、定格電流よりも相当程度高い定格電流を持つダイオードを用いる必要がない。さらに、ジャンクション温度が高いので、温度上昇による半導体装置の破壊が起きにくいという利点もある。
【0023】
さらに、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程について簡単に説明する。図4及び図5は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の説明図(1)及び(2)である。これらの図において、19は樹脂、30はハンダペースト、31はフラックス、32はハンダペレットを示し、他の符号は図1の符号と同じものを示す。
【0024】
まず、最初に図4(a)に示すように、リードフレーム20及びリード15を準備する。次に、図4(b)に示すように、印刷によってリードフレーム20のダイオード接続部位にPb−Sn5%のハンダペースト30を付着させる。さらに、図4(c)に示すように、ハンダペースト30に1.3mm□のショットキバリアダイオード11a〜11dを載せ、さらに図4(d)に示すように、ショットキバリアダイオード11a〜11dの表面にフラックス31を塗布する。そして、図5(e)に示すように、フラックス31を塗布したショットキバリアダイオード11a〜11d上にハンダペレット32を載せ、続けて図5(f)に示すように、接続子12及び補助接続子13を載せる。そして、図5(g)に示すように、リフロー(350℃、15分)によってショットキバリアダイオード11a〜11d、接続子12及び補助接続子13、プレート14及びリード15を相互に接続し、その後ソルファイン洗浄する。次に、図5(h)に示すように、樹脂19をモールドする。
【0025】
さらに、本発明の別の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。図2の符号は、図1の符号と同じものを示す。また、図3は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。図3において、11a〜11hはショットキバリアダイオードを示し、20は帯状接続子を示す。その他の符号は、図1の符号と同じものを示す。
【0026】
本発明の第2の実施の形態においては、接続子及び補助接続子とリードを一体化して構造の簡便化を図っている。また、本発明の第3の実施の形態においては、多数のダイオードを電気的に確実に接続できるように、面積の大きい帯状接続子20を用いている。もちろんこれらの実施の形態においても、ショットキバリアダイオードを用いることが可能である。また、接続子の形状は、以上の実施の形態に係るものに限られず、枠状、棒状、円環状など他の形状にしてもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、半導体装置において、SiCからなる半導体基板の一方の面に金属体をショットキ接合した複数個のショットキバリアダイオードを備え、かつ、これらのショットキバリアダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したので、複数個のダイオードを流れる電流に不均衡が生じた場合においても、SiCの温度特性により、ショットキバリアダイオードを流れる電流が自律的に均衡して、特定のダイオードの過剰な発熱を防止することが容易になる。ひいては、大電流を流すのに適した半導体装置を提供することが容易になる。
【0028】
また、半導体装置において、SiCからなる第1導電型の半導体基板の一方の面に第2導電型の導電領域を形成した複数個のダイオードを備え、かつ、これらのダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したので、ショットキバリアダイオードを用いた半導体装置の場合であっても、上記と同様の効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の説明図(1)である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の説明図(2)である。
【図6】SiCで形成されたショットキバリアダイオードのVF特性の説明図であり、(a)はショットキバリアダイオードの所定温度下における順方向における電圧と電流との関係を示すグラフであり、(b)は所定の順方向電流値におけるショットキバリアダイオードの温度と順方向電圧を示すグラフである。
【図7】従来技術に係る半導体装置の例を示す側面図である。
【符号の簡単な説明】
10 半導体装置
11a ショットキバリアダイオード
11b ショットキバリアダイオード
11c ショットキバリアダイオード
11d ショットキバリアダイオード
11e ショットキバリアダイオード
11f ショットキバリアダイオード
11g ショットキバリアダイオード
11h ショットキバリアダイオード
12 接続子
13 補助接続子
14 プレート
15 リード
16 リード
17 開口部
18a ハンダ
18b ハンダ
19 樹脂
20 リードフレーム
20 帯状接続子
30 ハンダペースト
31 フラックス
32 ハンダペレット
100 半導体装置
101a ダイオード
101b ダイオード
101c ダイオード
106 リードフレーム
107 リード
108 リード
109 弾性体
110 金属板
【発明の属する分野】
本発明は、半導体装置に係り、特に並列接続された複数個のショットキバリアダイオードまたはPN接合ダイオードを備えている半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ダイオードを並列に接続した半導体装置については、例えば特許文献1に記載されたもののように、以前から様々な構造が提案されている。図7は、従来技術に係る半導体装置の例を示す側面図である。図7の符号において、100は半導体装置、101a〜101cはダイオード、106はリードフレーム、107,108はリード、109は弾性体、110は金属板を示している。
【0003】
半導体装置100は、複数個のダイオード101a〜101cが設けられており、これらをリードフレーム106および金属板によって並列に接続したものであり、簡単な構造でダイオードを並列に接続できるようにしている。
【0004】
ところで、シリコン(以下、Siとする)からなるダイオードを並列接続した半導体装置において、ダイオード同士のわずかな特性の差などに起因して、それぞれのダイオードを流れる電流に多少の不均衡が生じることがある。Siは、VFに対して負の温度特性を持っているので、Siから形成されたダイオードは、電流に起因する発熱によってVFが小さくなり、VFが小さくなることによってさらに大きな電流が流れるという性質を持っている。
【0005】
したがって、他のダイオードより大きな電流が流れているダイオードは、他のダイオードよりも温度上昇が大きくなるので、そのダイオードのVFが小さくなる。VFがさらに小さくなると、上述のように、そのダイオードにはさらに大きな電流が流れるので、電流の不均衡が拡大して、VFの小さいダイオードの過剰な発熱を招くことになり、場合によっては熱暴走に至ることも考えられる。
【0006】
この問題は、Siの特性によって引き起こされるものであり、半導体装置の構造改善によって防止することは困難である。そこで、このような半導体装置においては、本来必要となる定格電流よりも相当程度高い定格電流を持つダイオードを実装することによって、このような問題の発生を回避している。しかし、この対策を採用すると、高価なダイオードを使用せざるを得ないので、半導体装置の製造コストを上昇させることになる。
【0007】
【特許文献1】
特開昭49−3028号公報(第1頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ダイオードを並列に接続した半導体装置において、オーバースペックとなる高価なダイオードを使用せずに、各ダイオードを流れる電流の不均衡に起因して特定のダイオードが過剰に発熱することを防止可能な半導体装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、本発明は、SiCからなる半導体基板の一方の面に金属体をショットキ接合した複数個のショットキバリアダイオードを備え、かつ、これらのショットキバリアダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したことを特徴とするものとした。
【0010】
以上の手段によれば、SiCは、一般的なダイオードの使用温度環境において、Siとは逆にVFに対して正の温度特性を持っているので、他のダイオードより大きな電流が流れているダイオードは相対的にVFが大きくなる。(また,SiCはTj(ジャンクション温度)が500℃でも,素子破壊がおこらない。)したがって、そのダイオードの電流は減少し、各ダイオードを流れる電流の不均衡が解消される方向に変化する。
【0011】
また、半導体装置において、SiCからなる第1導電型の半導体基板の一方の面に第2導電型の導電領域を形成した複数個のダイオードを備え、かつ、これらのダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したことを特徴とするものとした。
【0012】
したがって、この手段においても、SiCがSiとは逆の温度特性を持っていることから、各ダイオードを流れる電流の不均衡が解消される方向に変化する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る半導体装置の一例を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。図1の符号において、10は半導体装置、11a,11b,11c,11dはショットキバリアダイオード、12は接続子、13は補助接続子、14はプレート、15,16はリード、17は開口部,18a,18bはハンダ、20はリードフレームである。また、図6は、SiCで形成されたショットキバリアダイオードのVF特性の説明図であり、(a)はショットキバリアダイオードの所定温度下における順方向における電圧と電流との関係を示すグラフであり、(b)は所定の順方向電流値におけるショットキバリアダイオードの温度と順方向電圧を示すグラフである。
【0014】
半導体装置10は、例えば電源装置において整流用に使用されるものであり、SiC基板を用いたショットキバリアダイオード11a〜11dを等間隔に実装している。なお、実装するダイオードの個数は、複数個であり、かつ、リードフレーム20に接続可能な個数であれば何個であっても良い。
【0015】
ショットキバリアダイオード11a〜11dは、SiC基板にTiをショットキ接合し,その上にはんだ接続用にNiを積層したものであり、すべて同一の面積及び特性を有する。なお、ショットキ接合する金属は、Tiが最も好ましいが、それが設置されるシステムの要求に応じて他の金属を使用しても良い。このショットキー金属の上は、はんだ接続用としてNiを使用したがこの金属としてはAuやAlあるいはMonel等のNiの合金を積層してもよい。また、はんだ接続用のNiの上にAgやAuを積層してNiの酸化を防ぐこともある。また、ショットキバリアダイオード11a〜11dに代えてPN接合ダイオードを用いることも可能である。この場合、SiC基板に注入した不純物を1700℃以上の高温下で活性化させ、SiC基板と反対の導電型の導電領域を形成する。拡散させる不純物は、SiC基板と反対の導電型であれば、どのようなものでもよい。また、SiC基板の導電型は、ショットキバリアダイオード、PN接合ダイオードのいずれにおいてもP型またはN型が利用可能であり、必要に応じて選択すれば良い。
【0016】
また、ショットキバリアダイオード11a〜11dは、SiC基板を用いて形成されているので、図6(a)に示すように、VF特性に対して正の温度特性を有している。すなわち、ショットキバリアダイオード11a〜11dの温度が高くなるほど、順方向電圧に対する順方向電流値は低くなる特性を持っている。これは、見方を変えれば、図6(b)に示すように、順方向電流値を一定とした場合、ショットキバリアダイオード11a〜11dの温度が高いほど順方向電圧が高くなることを意味する。これは、SiC基板で形成したPN接合ダイオードにおいても同様である。
【0017】
ここで、例えば半導体装置10に一定の順方向電圧を印加するしたときに、ショットキバリアダイオード11aに順方向電流が集中したと仮定する。ショットキバリアダイオード11aは、電流の集中によってショットキバリアダイオード11b〜11dよりも相対的に高温になって行く。そうすると、図6(a)からわかるように、ショットキバリアダイオード11aの温度上昇とともに、順方向電圧は相対的にショットキバリアダイオード11b〜11dよりも高くなる。そうすると、上記のVF特性大きくなるので、順方向電流は逆に低下する。したがって、結果的にショットキバリアダイオード11a〜11dの電流は、常に均衡するように変化する。なお、SiC基板を用いて形成されたショットキバリアダイオードでも、順方向電圧がおよそ1.1V以下のときは、VF特性に対して負の温度特性を持っている。しかし、整流用に使用される半導体装置においては、ダイオードの電流密度が大きい、すなわち同チップ面積において大電流を取れるか否かが大きな課題となるのであって、電圧が極めて低いときにのみ現れるこのような特性は全く問題とならない。
【0018】
ところで、一般的に欠陥率に対する良品率は、Y=exp(−D・A)の式で表すことが知られている。(Y:良品率,D:欠陥密度,A:チップ面積、出典:リアライズ社「シリコンウェーハ表面のクリーン化技術」)ところで,SiC基板には,マイクロパイプという欠陥が、1平方センチメートルあたり10個程度存在することが確認されており、仮に良品率を90%必要とすると上式より、動作不良を回避できるチップ面積は1.1平方ミリメートル程度となる。したがって、ショットキバリアダイオード11a〜11dは、チップ面積を1平方ミリメートルよりも小さくすることが望ましい。しかし、実装するダイオードの面積が小さくなると、逆に接続子によって接続する際に接続不良となる可能性が高まるので、双方の問題を勘案すると、チップ面積を1平方ミリメートルまたはこれに近い面積にすることが最も望ましい。
【0019】
もっとも現在あるマイクロパイプの欠陥密度は技術革新によって今後減少されるが,この場合も上式によって最適なチップ面積を求めることができる。この場合,チップ面積は1平方ミリメートルよりも大きくなるが,それを並列することによって,さらに大電流での動作可能な半導体装置を作製できるようになる。
SiCには,マイクロパイプ欠陥だけではなく,他に積層欠陥や点欠陥が多数存在しており,実際には最適なチップ面積はそれらの欠陥も考慮して選ぶことになる。
【0020】
接続子12は、ショットキバリアダイオード11a〜11dの一方の電極に接続されるものであり、さらに補助接続子13を介してリード15に電気的に接続されている。なお、実装されるダイオードは、必ず複数個となるので、半導体装置10の製造工程を簡略化するために、同一の接続子がすべてのダイオードの一方の電極に接続されるようにすることがきわめて望ましい。
【0021】
リードフレーム20は、プレート14及びリード16からなる。プレート14には、ショットキバリアダイオード11a〜11dの他方の電極に接続されるとともに、ダイオード11a〜11dに通電した際には放熱体の役割も果たす。リード16は、別体のリード15とともに、半導体装置10の外部接続端子となる。さらに、リード15及びリード16の先端側を除いて図5に示した樹脂によって封止される。
【0022】
以上説明した構成を有する半導体装置10に順方向電圧を印加すると、ダイオード11a〜11dのいずれかに電流が集中した場合でも、SiCのVF特性から電流が均衡するような変化が生じるので、Siからなるダイオードのように、電流集中になる過熱から熱暴走状態になることがない。したがって、従来技術に係る半導体装置のように、定格電流よりも相当程度高い定格電流を持つダイオードを用いる必要がない。さらに、ジャンクション温度が高いので、温度上昇による半導体装置の破壊が起きにくいという利点もある。
【0023】
さらに、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程について簡単に説明する。図4及び図5は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の説明図(1)及び(2)である。これらの図において、19は樹脂、30はハンダペースト、31はフラックス、32はハンダペレットを示し、他の符号は図1の符号と同じものを示す。
【0024】
まず、最初に図4(a)に示すように、リードフレーム20及びリード15を準備する。次に、図4(b)に示すように、印刷によってリードフレーム20のダイオード接続部位にPb−Sn5%のハンダペースト30を付着させる。さらに、図4(c)に示すように、ハンダペースト30に1.3mm□のショットキバリアダイオード11a〜11dを載せ、さらに図4(d)に示すように、ショットキバリアダイオード11a〜11dの表面にフラックス31を塗布する。そして、図5(e)に示すように、フラックス31を塗布したショットキバリアダイオード11a〜11d上にハンダペレット32を載せ、続けて図5(f)に示すように、接続子12及び補助接続子13を載せる。そして、図5(g)に示すように、リフロー(350℃、15分)によってショットキバリアダイオード11a〜11d、接続子12及び補助接続子13、プレート14及びリード15を相互に接続し、その後ソルファイン洗浄する。次に、図5(h)に示すように、樹脂19をモールドする。
【0025】
さらに、本発明の別の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図2は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。図2の符号は、図1の符号と同じものを示す。また、図3は、本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。図3において、11a〜11hはショットキバリアダイオードを示し、20は帯状接続子を示す。その他の符号は、図1の符号と同じものを示す。
【0026】
本発明の第2の実施の形態においては、接続子及び補助接続子とリードを一体化して構造の簡便化を図っている。また、本発明の第3の実施の形態においては、多数のダイオードを電気的に確実に接続できるように、面積の大きい帯状接続子20を用いている。もちろんこれらの実施の形態においても、ショットキバリアダイオードを用いることが可能である。また、接続子の形状は、以上の実施の形態に係るものに限られず、枠状、棒状、円環状など他の形状にしてもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、半導体装置において、SiCからなる半導体基板の一方の面に金属体をショットキ接合した複数個のショットキバリアダイオードを備え、かつ、これらのショットキバリアダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したので、複数個のダイオードを流れる電流に不均衡が生じた場合においても、SiCの温度特性により、ショットキバリアダイオードを流れる電流が自律的に均衡して、特定のダイオードの過剰な発熱を防止することが容易になる。ひいては、大電流を流すのに適した半導体装置を提供することが容易になる。
【0028】
また、半導体装置において、SiCからなる第1導電型の半導体基板の一方の面に第2導電型の導電領域を形成した複数個のダイオードを備え、かつ、これらのダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したので、ショットキバリアダイオードを用いた半導体装置の場合であっても、上記と同様の効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置を示す説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の説明図(1)である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程の説明図(2)である。
【図6】SiCで形成されたショットキバリアダイオードのVF特性の説明図であり、(a)はショットキバリアダイオードの所定温度下における順方向における電圧と電流との関係を示すグラフであり、(b)は所定の順方向電流値におけるショットキバリアダイオードの温度と順方向電圧を示すグラフである。
【図7】従来技術に係る半導体装置の例を示す側面図である。
【符号の簡単な説明】
10 半導体装置
11a ショットキバリアダイオード
11b ショットキバリアダイオード
11c ショットキバリアダイオード
11d ショットキバリアダイオード
11e ショットキバリアダイオード
11f ショットキバリアダイオード
11g ショットキバリアダイオード
11h ショットキバリアダイオード
12 接続子
13 補助接続子
14 プレート
15 リード
16 リード
17 開口部
18a ハンダ
18b ハンダ
19 樹脂
20 リードフレーム
20 帯状接続子
30 ハンダペースト
31 フラックス
32 ハンダペレット
100 半導体装置
101a ダイオード
101b ダイオード
101c ダイオード
106 リードフレーム
107 リード
108 リード
109 弾性体
110 金属板
Claims (2)
- SiCからなる半導体基板の一方の面に金属体をショットキ接合した複数個のショットキバリアダイオードを備え、かつ、これらのショットキバリアダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したことを特徴とする半導体装置。
- SiCからなる第1導電型の半導体基板の一方の面に第2導電型の導電領域を形成した複数個のダイオードを備え、かつ、これらのダイオードの一方の電極を同一の接続子によって並列に接続したことを特徴とする半導体装置。
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JP2002377354A JP2004207618A (ja) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2002377354A JP2004207618A (ja) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013140654A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-26 | 三菱電機株式会社 | 半導体モジュール |
EP2077579A4 (en) * | 2007-08-13 | 2014-10-08 | Onamba Co Ltd | DIODE MOUNTED ON TWIN CHIPS |
EP3736853A1 (de) * | 2019-05-10 | 2020-11-11 | Robert Bosch GmbH | Kontaktanordnung und leistungsmodul |
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2002
- 2002-12-26 JP JP2002377354A patent/JP2004207618A/ja active Pending
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