JP2005050961A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体チップ破損が発生し難い薄型の半導体装置の提供。
【解決手段】封止体と、封止体内に位置し第１の主面にソース電極（Ｓ電極）及びゲート電極（Ｇ電極）を有し裏面の第２の主面にドレイン電極（Ｄ電極）を有する半導体チップと、上面の一部を封止体の上面に露出させ端部分の下面を封止体の下面に露出させる第１の電極板（ドレイン電極板）と、下面を封止体の下面に露出させ上面を封止体内に位置させる第２の電極板（ソース電極板及びゲート電極板）とを有し、半導体チップのＤ電極はドレイン電極板に接着材を介して電気的に接続され、半導体チップのＳ電極及びＧ電極の表面には金ワイヤによるスタッド型のバンプ電極が１乃至複数設けられ、バンプ電極は導電性の接着材で覆われ、バンプ電極とソース電極板及びゲート電極板は前記接着材で電気的に接続され、バンプ電極とソース電極板及びゲート電極板は接触しない構造である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置及びその製造方法に係わり、特にパワートランジスタを形成した半導体チップを封止した半導体装置の製造に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高出力半導体装置の一つとして、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ），ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ），バイポーラパワートランジスタ等の電源用トランジスタを形成した半導体チップを封止体内に組み込んだ半導体装置が知られている。
【０００３】
パワーＭＯＳＦＥＴ装置は、封止体内にパワーＭＯＳＦＥＴチップを組み込んだ構造になっている。パワーＭＯＳＦＥＴ装置として、絶縁性樹脂からなる封止体の底面にドレイン端子となる金属部材を露出させ，封止体の一側にソース用リード端子及びゲート用リード端子を配置した構造が知られている。ソース用リード端子及びゲート用リード端子は一部で屈曲し、その一部は封止体の上面に露出する構造ともなっている。封止体内に延在するソース用リード端子及びゲート用リード端子は、前記金属部材上に固定された半導体チップの上面のソース電極及びゲート電極にそれぞれ電気的に接続されている。これらリードは、ソース電極及びゲート電極上にワイヤのボールボンディング法によって均等に配置されたＡｕバンプに超音波圧着されている。（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、同様の構造のパワーＭＯＳＦＥＴ装置の製造方法において、半導体ウエハの段階で金バンプを形成し、その後半導体ウエハをダイシングして金バンプを有する半導体チップを形成する技術も知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２３６３４号公報（第７頁、図 １、図１７）
【特許文献２】
特開２００３−８６７８７号公報（第４頁、図 １）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
パワーＭＯＳＦＥＴ装置において、半導体チップの電極とリード（金属板）を半田で電気的に接続させている。この接続において、半田と電極の界面に金属化合物が形成され、接続特性が劣化する。そこで、金属化合物の発生を防止するために、Ｔｉ（下層）／Ｎｉ等からなるアンダーバリアメタル層（ＵＢＭ層）を設ける。
【０００７】
しかし、ＵＢＭ層の形成は、スパッタ等の処理で形成するため、製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
そこで、電極上に熱圧着法によってワイヤの先端を接続した後、ワイヤを引っ張って破断させてスタッド型のバンプ電極を形成し、このバンプ電極をリード端子に超音波法によって接続している（例えば、特許文献１）。
【０００９】
この超音波接続では、バンプ電極とリード端子は、加熱状態で超音波振動させて金属間接続とするため、半導体チップは強くリード端子に押し付けられる。この結果、半導体チップの電極上に形成されたバンプ電極は、ワイヤで形成されるため、その強度は大きい。従って、超音波法による接続では、半導体チップに大きな力が加わる。この結果、脆弱な半導体で形成される半導体チップはクラックが発生したり、あるいは割れたりし、ＭＯＳＦＥＴが破損してしまう。
【００１０】
また、パワーＭＯＳＦＥＴ装置は、半導体チップ表面とリード端子との間に封止体を形成する樹脂が入り込む構造（アンダーフィル構造）になっている。このため、樹脂に含まれるフィラー（シリカ）が半導体チップとリード端子との隙間に容易に入り込む広い隙間が必要となる。フィラーの平均粒径が、例えば、１５μｍ（７５μｍカット）の場合、前記隙間は最小でも５０μｍ程度必要になる。これは、パワーＭＯＳＦＥＴ装置（半導体装置）の薄型化の障害になる。
【００１１】
本発明の一つの目的は、半導体チップ破損が起き難い半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の一つの目的は、薄型の半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１５】
（１）本発明の半導体装置は、
表裏面である上面と下面及び上面と下面を繋ぐ側面を有する絶縁性樹脂からなる封止体と、
封止体内に位置し、第１の主面に電極（ソース電極及びゲート電極）を有し、第１の主面の裏面になる第２の主面に電極（ドレイン電極）を有する半導体チップと、
表裏面である上面と下面を有し、上面の一部を封止体の上面に露出させ、端部分の下面を封止体の下面に露出させる第１の電極板（ドレイン電極板）と、
表裏面である上面と下面を有し、下面を封止体の下面に露出させ、上面を封止体内に位置させる第２の電極板（ソース電極板及びゲート電極板）とを有し、
半導体チップの第２の主面の電極（ドレイン電極）は、第１の電極板（ドレイン電極板）に接着材を介して電気的に接続され、
半導体チップの第１の主面の電極（ソース電極及びゲート電極）の表面には、金ワイヤによる熱圧着法（ボールボンディング法）によって形成されるスタッド型のバンプ電極が１乃至複数設けられ、バンプ電極は導電性の接着材（銀ペースト）で覆われ、バンプ電極と第２の電極板（ソース電極板及びゲート電極板）は前記接着材で電気的に接続されている構成になっている。
【００１６】
また、バンプ電極と第２の電極板（ソース電極板及びゲート電極板）との間には接着材が介在し、バンプ電極と第２の電極板は接触しない構造になっている。電極板の端は封止体の側面から外部に０．１〜０．２ｍｍ程度突出した構造になっている。ドレイン電極板の端は複数に分岐し、該分岐端が前記封止体の側面から外側に突出している。ドレイン電極板の延在方向とソース電極板及びゲート電極板の延在方向は異なり、例えば、ソース電極板及びゲート電極板はドレイン電極板の延在方向に直交する方向に延在している。バンプ電極が形成される半導体チップの電極はアルミニウム膜で形成され、このアルミニウム膜上に金ワイヤによるバンプ電極が形成されている。また、半導体チップのソース電極及びゲート電極を有する第１の主面と、ソース電極板及びゲート電極板との間隔は１０〜３０μｍ程度になっている。
【００１７】
このような半導体装置は、
（ａ）パターニングされ一部が屈曲した第１の電極板（ドレイン電極板）を有する第１のリードフレーム及びパターニングされた平板状の第２の電極板（ソース電極板及びゲート電極板）を有する第２のリードフレームを用意する工程、
（ｂ）第１の主面に電極（ソース電極及びゲート電極）を有し、第１の主面の反対面になる第２の主面に電極（ドレイン電極）を有する半導体チップを用意する工程、
（ｃ）半導体チップの第２の主面のドレイン電極を第１のリードフレームの第１の電極板（ドレイン電極板）に導電性の接着材で電気的に接続させる工程、
（ｄ）半導体チップの第１の主面の電極（ソース電極及びゲート電極）上に導電性のワイヤを熱圧着法によって接続するとともに引っ張って切断して１乃至複数のスタッド型のバンプ電極を形成する工程、
（ｅ）ソース電極及びゲート電極上に前記バンプ電極を被うように導電性の接着材を塗布する工程、
（ｆ）バンプ電極上の接着材上に第２のリードフレームを重ね、かつバンプ電極上の接着材を硬化させて第２のリードフレームのソース電極板とソース電極上のバンプ電極を電気的に接続させるとともに、第２のリードフレームのゲート電極板とゲート電極上のバンプ電極を電気的に接続させる工程、
（ｇ）第１及び第２のリードフレームの電極板の外表面が露出するように、第１及び第２のリードフレーム及び半導体チップ並びに接着材を含む部分を絶縁性樹脂で覆って封止体を形成する工程、
（ｈ）封止体の近傍で第１及び第２のリードフレームの不要部分を切断除去して、ドレイン電極板及びソース電極板並びにゲート電極板の外端を封止体の側面から０．１〜０．２ｍｍ程度突出させる工程によって製造される。
【００１８】
また、第１及び第２のリードフレームを用意する前記（ａ）の工程では、第１のリードフレームの第１の電極板（ドレイン電極板）の端部分の下面が封止体の下面に露出し、中央部分の上面が封止体の上面に露出するように、第１のリードフレームを形成しておく。また、第１及び第２のリードフレームにおいて、ソース電極板及びゲート電極板がドレイン電極板の延在方向に直交する方向に延在するように形成しておく。また、リードフレームにおいて、幅が広い電極板にあっては、電極板の端を複数に分岐したパターンとし、封止体形成時、分岐端が封止体の側面から外側に突出するように形成しておく。
【００１９】
また、バンプ電極を形成する半導体チップの電極をアルミニウム膜で形成し、電極上に金ワイヤを熱圧着法によって接続しかつ切断して前記バンプ電極を形成し、バンプ電極を被うように電極上に銀ペーストからなる接着材を塗布し、その後接着材上にリードフレームの電極板を重ね、接着材を硬化処理して電極板とバンプ電極を電気的に接続させる。この際、バンプ電極が電極板に直接接触しないように、接着材の厚さをバンプ電極の高さよりも厚く形成する。また、バンプ電極が形成される半導体チップの第１の主面と、この第１の主面に対面する電極板（ソース電極板及びゲート電極板）との間隔が１０〜３０μｍ程度になるように、前記間隔に充填する接着材の厚さを決める。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
（実施形態１）
図１乃至図１８は本発明の一実施形態（実施形態１）である半導体装置に係わる図である。図１乃至図６は半導体装置の構造に係わる図である。図７乃至図１８は半導体装置の製造方法に係わる図である。
【００２２】
本実施形態１では、本発明をパワーＭＯＳＦＥＴ装置（半導体装置）に適用した例について説明する。パワーＭＯＳＦＥＴ装置には縦型のパワーＭＯＳＦＥＴを形成した半導体チップが組み込まれている。半導体チップの第１の主面には、第１電極であるソース（Ｓ）電極と、制御電極であるゲート（Ｇ）電極が設けられ、前記第１の主面の反対面となる第２の主面には第２電極となるドレイン（Ｄ）電極が設けられる構造になっている。
【００２３】
パワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、図１、図４及び図５に示すように、偏平四角形状の絶縁性樹脂からなる封止体（パッケージ）２を有する。この封止体２の下面３には、外部電極端子となるソース電極端子４，ゲート電極端子５，ドレイン電極端子６がそれぞれ下面を露出させるように位置している。図５に示すように、ソース電極端子４，ゲート電極端子５及びドレイン電極端子６は封止体２の側面７からわずかに突出（例えば、０．１〜０．２ｍｍ程度）する構造になり、いわゆるノンリード型になっている。
【００２４】
ソース電極端子４，ゲート電極端子５は封止体２の幅方向に沿って延在する平板な電極板９，１０となり、電極板９，１０の第２の面は封止体２の下面３から露出し、第１の面は封止体２内に埋没している。ソース電極端子４及びゲート電極端子５は長手方向の長さは共に５ｍｍとなり、かつ両者の間隔は０．２ｍｍ程度になっている。ソース電極端子４の幅は１ｍｍであり、ゲート電極端子５の幅は０．３ｍｍである。ソース電極端子４及びゲート電極端子５の長手方向の両端部分が封止体２の側面から前述のようにわずかに突出する。
【００２５】
ドレイン電極端子６は、図５に示すように、封止体２の両端の下面３にそれぞれ４個並んで位置している。これらドレイン電極端子６は一枚の電極板１３からなっている。電極板１３の中央部分は、図１及び図４に示すように、その上面が封止体２の上面８に露出している。そして、中央部分の両端部分では電極板１３は４本に分岐している。この分岐部分は途中で一段折れ曲がっている。折れ曲がり部分は傾斜し、先端部分の下面は封止体２の下面に一致して封止体２の下面３に露出している。各分岐部分の先端も封止体２の側面７からわずかに突出している。封止体２の上面８に露出する、電極板１３の前記中央部分の表面１１には放熱フィンが取り付けられる。
【００２６】
換言するならば、電極板１３の中央部分の上面（第１の面）は封止体２の上面８に露出し、その反対面の第２の面（下面）部分は封止体２内に位置している。電極板１３の屈曲部分の第１の面及び第２の面は共に封止体２内に位置する。また、分岐部分の先端部分（端部分）の第２の面（下面）は封止体２の下面に露出してドレイン電極端子６を形成し、その反対面部分である第１の面（上面）は封止体２内に位置している。
【００２７】
一方、電極板１３の中央部分の第２の面（図１では下面）には接着材１５を介して半導体チップ１６が固定されている。半導体チップ１６は、その第１の主面にソース電極及びゲート電極を有し、第１の主面の反対面になる第２の主面に裏面電極としてドレイン電極を有する構造になっている。そして、裏面電極が接着材１５を介して電極板１３の中央部分に電気的に接続される。ソース電極及びゲート電極上にはそれぞれ１乃至複数のバンプ電極１７が設けられるとともに、このバンプ電極１７は導電性の接着材１８で覆われ、バンプ電極１７と電極板９，１０は接着材１８によって接続され、この結果、ソース電極は電極板９（ソース電極端子４）に電気的に接続され、ゲート電極は電極板１０（ゲート電極端子５）に電気的に接続されることになる。
【００２８】
このパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、後述するが、その製造において２枚のリードフレーム（第１のリードフレーム及び第２のリードフレーム）が使用される。そして、一方のリードフレームには前記ドレイン電極端子６を含む電極板１３が設けられ、他方のリードフレームには前記ソース電極端子４及びゲート電極端子５を形成する電極板９，１０が設けられる構造になっている。
【００２９】
リードフレームを用意する工程では、第１のリードフレームの第１の電極板（ドレイン電極板）の端部分の下面が封止体の下面に露出し、中央部分の上面が封止体の上面に露出するように、第１のリードフレームを形成しておく。また、第１及び第２のリードフレームにおいて、ソース電極板及びゲート電極板がドレイン電極板の延在方向に直交する方向に延在するように形成しておく。また、リードフレームにおいて、幅が広い電極板にあっては、電極板の端を複数に分岐したパターンとし、封止体形成時、分岐端が封止体の側面から外側に突出するように形成しておく。本実施形態ではドレイン電極板の両端側を分岐している。
【００３０】
ここで半導体チップ１６の構造について、図６を参照しながら簡単に説明する。図６は半導体チップ１６の一部を示す拡大断面図であり、縦型パワーＭＯＳＦＥＴの一部を示してある。
【００３１】
半導体チップ１６は、主面にｎ−型のエピタキシャル層２１を有するｎ＋型のシリコン半導体基板２０を基に形成されている。縦型ＭＯＳＦＥＴは、平面的に見て多数のセル（トランジスタ）が整列配置されている。この例では、各トランジスタセルはトレンチ構成になっている。エピタキシャル層２１の所定領域には、ｐ−型のチャネル（ＣＨ）層２２が形成されるとともに、その外周にはガードリングとなるＰ−型のウエル層２３が形成されている。
【００３２】
また、チャネル層２２を貫通するようにセル形成領域には多数のトレンチ（溝）２５が形成される。このトレンチ２５はウエル層２３にも設けられる。ウエル層２３に設けられるトレンチと、その内側の最外周に位置するセルを構成するトレンチとの間の領域は、セルとして使用されない無効領域となる。
【００３３】
トレンチ２５内にはゲート電極となるポリシリコンゲート層２６が設けられ、この層の下にはゲート絶縁膜２７が設けられている。そして、トレンチに囲まれたチャネル層２２の中央表層部分にはＰ＋領域２８が形成されている。セル部分のチャネル層２２においては、Ｐ＋領域２８の外側からトレンチに到る領域に亘ってＮ＋型からなるソース領域２９が設けられている。トレンチ部分、即ち、ゲート絶縁膜２７及びポリシリコンゲート層２６は絶縁膜３２で被われ、この絶縁膜３２上にはソース電極３３が形成されている。このソース電極３３は絶縁膜３２が設けられない開口部分でＰ＋領域２８及びソース領域２９と電気的に接続されている。
【００３４】
無効領域の外側に位置するトレンチ２５部分では、ゲート絶縁膜２７に連なって厚い絶縁膜（ＬＯＣＯＳ）３４が設けられている。図示はしないが、この厚い絶縁膜３４はウエル層２３の外周を超えて延在している。無効領域の外側に位置するトレンチ２５に埋め込まれたポリシリコンゲート層２６は厚い絶縁膜３４上の途中部分にまで延在して周辺ゲート配線３５を形成している。また、この周辺ゲート配線３５及び厚い絶縁膜３４も絶縁膜３２で被われている。この絶縁膜３２部分から前記厚い絶縁膜３４上にかけてゲート電極３６が設けられている。このゲート電極３６は絶縁膜３２に部分的に設けられた開口を通してポリシリコンゲート層２６に電気的に接続されている。ソース電極３３及びゲート電極３６は共にアルミニウム膜で形成されている。
【００３５】
また、半導体チップ１６の第１の主面には絶縁膜３７が選択的に設けられている。ソース電極３３及びゲート電極３６は絶縁膜３７によって選択的に被われている。そして、絶縁膜３７が設けられない開口部分に、バンプ電極１７が形成されている。半導体チップ１６の第２の主面には全面に亘ってドレイン電極３８が形成されている。
【００３６】
バンプ電極１７は次の方法で形成される。例えば、筒状のキャピラリでワイヤ（金線）を保持し、キャピラリの下端から突出するワイヤの先端を放電等の球状化処理によって球状（ボール）化する。その後、キャピラリを半導体チップの電極面上に降下させてボール部分を潰しながらワイヤを電極に接続する。つぎにキャピラリを上昇させ、かつワイヤをクランプして上方に引っ張る。これにより、ワイヤは破断し、ネイルヘッド状のバンプ電極１７が形成される。
【００３７】
バンプ電極１７の破断部分の先端部分は引き千切られることから、図６に示すように急激に細くなる（破断部分１７ｂ）。また破断部分１７ｂの先端はヒゲ状（ヒゲ部分１７ｃ）になる。キャピラリによって推し潰されて形成されるネイルヘッド部１７ａの高さは±３μｍ程度とあまりばらつかないが、破断部分１７ｂの高さはそのばらつきが大きい。ヒゲ部分１７ｃは極めて細いため、機械的強度は小さく、電極板に接触しても容易に曲がってしまい、半導体チップが損傷するようなことはない。
【００３８】
一例を挙げれば、直径２５μｍの金線の場合、ボール部分の直径は７５〜８０μｍ程度になり、バンプ電極１７の高さは最大では３０μｍ程度になる。この場合、ネイルヘッド部１７ａと破断部分１７ｂをも含む高さは１０μｍ程度になる。
【００３９】
従って、接着材１８の厚さをばらつきの最大値である３０μｍよりも大きくすれば、殆どのバンプ電極１７は直接電極板に接触しなくなる。また、接着材１８の厚さを１０〜３０μｍ前後程度にすれば、曲がり易いヒゲ部分１７ｃが半導体チップに接触しても半導体チップには大きい力が加わらないことから半導体チップの損傷は防げる。接着材１８の厚さを小さくすればするほど、封止体２の薄型化が可能になる。パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の薄型化が達成するためには、封止体２の薄型化を図る必要があり、前記接着材１８を薄くする必要がある。
【００４０】
図１乃至図３に、接着材１８によるソース電極端子４（電極板９）とソース電極３３上に設けたバンプ電極１７との接続状態と、ゲート電極端子５（電極板１０）とゲート電極３６上に設けたバンプ電極１７との接続状態を示す。
【００４１】
図２は図１の奥行き方向に沿う断面図であり、ソース電極端子４（電極板９）とソース電極３３上に設けたバンプ電極１７との接着材１８による接続状態を示す。接着材１８は半導体チップ１６の略全長に亘って延在するように設けられ、この延在方向にバンプ電極１７が並んでいる。図２は模式図であり、バンプ電極１７を３個示す図である。バンプ電極１７は接着材１８によってソース電極端子４、即ちソース電極板に接続される。
【００４２】
図３は図１の奥行き方向に沿う断面図であり、ゲート電極端子５（電極板１０）とゲート電極３６上に設けたバンプ電極１７との接着材１８による接続状態を示す。ゲート電極３６は中央部分を除いて絶縁膜３７によって被われている。そして、露出するゲート電極３６の表面に、例えば、１個のバンプ電極１７が形成されている。バンプ電極１７は接着材１８によってゲート電極端子５、即ちゲート電極板に接続されている。また、図１及び図３から分かるように、接着材１８はゲート電極板（電極板１０）の全面に存在し、ゲート電極板と半導体チップ１６を接続している。
【００４３】
本発明は、一つに、バンプ電極１７が全く電極板に接触しない構成であり、一つに一部のバンプ電極１７のヒゲ部分１７ｃが電極板に接触する構成である。
【００４４】
本実施形態１は、バンプ電極１７が全く電極板に接触しない構成であり、接着材１８の厚さは３０μｍ程度である。本実施形態１のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１では、従来のように半導体チップの第１の主面と電極板との間（隙間）に封止体を構成するフィラーを入り込ませる必要がなく薄型化が可能になる。即ち、前記隙間にフィラーを入り込ませる場合には、隙間の間隔を５０μｍ程度以上と広くする必要があるが、本実施形態１では隙間を３０μｍと小さくできる。従って、この分封止体２の厚さを薄くでき、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の薄型化が達成できる。なお、図６以外の図ではバンプ電極１７のヒゲ部分は省略する。また、図によっては、バンプ電極１７を単に小丸で表示する。
【００４５】
本実施形態１では、電極上にスタッド型のバンプ電極１７を形成するため、従来のようにコスト高になるアンダーバリアメタル層を形成しなくともよくなる。また、電極と電極板を接着材１８（銀ペースト）で接着する構造では、高コストになるアンダーバリアメタル層（ＵＢＭ層）を電極の表面に設けておかなければ接続ができない。しかし、本実施形態の場合は、バンプ電極１７を介在させるため、ＵＢＭ層を形成する必要もなく、製品コストの低減を図ることができる。
【００４６】
つぎに、本実施形態１の半導体装置（パワーＭＯＳＦＥＴ装置）１の製造方法について、図７及び図１８を参照しながら説明する。本実施形態のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、図７のフローチャートに示すように、リードフレーム・半導体チップ用意（Ｓ１０１）、チップボンディング（Ｓ１０２）、バンプ電極形成（Ｓ１０３）、電極板接続（Ｓ１０４）、封止体形成（Ｓ１０５）、メッキ処理（Ｓ１０６）、不要リードフレーム切断除去（Ｓ１０７）の各工程を経て製造される。
【００４７】
パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造においては、第１及び第２のリードフレームと半導体チップが用意される（Ｓ１０１）。図８（ａ），（ｂ）は第１のリードフレーム（電極板１３を有するリードフレーム）４０を示す平面図と断面図である。図１４は第２のリードフレーム（電極板９，１０を有するリードフレーム）６０である。この図及び以下の図において、リードフレーム４０，６０は一つのパワーＭＯＳＦＥＴ装置１を製造する単位リードパターンのみを示す。実際には連結する枠等によって単位リードパターンが直列に複数並ぶ構造になる。
【００４８】
第１のリードフレーム４０（単にリードフレーム４０とも呼称）は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、平行に延在する一対の枠片４１と、これら枠片４１を連結する幅が広い電極板１３と、電極板１３の外側でかつ一対の枠片４１から片持梁状に延在するクランプ片４２を有している。電極板１３の両端部分、即ち、枠片４１寄りの部分には平行に３本のスリット４３が設けられている。これらスリット４３によって電極板１３の両端側には４本の分岐片４４が形成されることになる。分岐片４４は、図４に示すようにドレイン電極端子６となる部分である。一対の枠片４１を延長した構造とすることによって、単位リードパターンを複数有する短冊状のリードフレームになる。
【００４９】
寸法関係の一例を挙げると、分岐片４４の幅は０．４ｍｍ、スリット４３の幅は０．８７であり、平板となる中央部分の縦の長さは４．２１ｍｍ、横の長さは３．１１ｍｍである。この部分に半導体チップが搭載される。リードフレーム４０は銅合金板からなり、厚さは０．２ｍｍである。
【００５０】
電極板１３はスリット４３の部分で、図８（ｂ）に示すように、一段低く折り曲げられている。図８（ｂ）において、電極板１３の一段低くなった部分（オフセット部分）の上面を第２面４５ｂ、裏側を第１面４５ａと呼称する。リードフレーム４０の最も高い第２面４５ｂと、最も低い第１面４５ａとの距離ｃは、例えば、０．６ｍｍになる。この高さ、即ち厚さは封止体２の厚さに相当する。なお、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１になった状態では、第１面４５ａは上面になり、第２面４５ｂは下面になる。第１面４５ａ，第２面４５ｂはパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造時の説明で使用する。
【００５１】
つぎに、図９（ａ），（ｂ）に示すように、電極板１３の第２面４５ｂ上に導電性の接着材１５を図示しないディスペンサによって塗布する。その後、この接着材１５上に半導体チップ１６を重ね、接着材１５を硬化処理して、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、半導体チップ１６を電極板１３に固定する（Ｓ１０２）。接着材１５は、例えば、銀ペーストを用い、ベーキングによって硬化させる。硬化後の接着材１５の厚さは、例えば、０．０１ｍｍである。半導体チップ１６は縦ａ、横ｂの大きさである。例えば、ａ＝３．９ｍｍ、ｂ＝２．８ｍｍである。半導体チップ１６はドレイン電極面が導電性の接着材１５によって電極板１３に電気的に接続される。従って、半導体チップ１６の露出面には、図１０（ａ）に示すように、ソース電極３３及びゲート電極３６が位置する。ゲート電極３６は小さな四角形領域である。ソース電極３３は図１０（ａ）に示すように広い四角形領域であってもよく、また、図２や図６に示すように、バンプ電極１７を形成しない領域を絶縁膜で被う構造でもよい。
【００５２】
つぎに、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、ソース電極３３及びゲート電極３６上にバンプ電極１７を形成する（Ｓ１０３）。バンプ電極１７は、例えば、ゲート電極３６上に１個、ソース電極３３上に複数形成する。バンプ電極１７は、前述のように、筒状のキャピラリでワイヤ（金線）を保持し、キャピラリの下端から突出するワイヤの先端を放電等の球状化処理によって球状（ボール）化する。その後、キャピラリを半導体チップの電極面上に降下させてボール部分を潰しながらワイヤを電極に接続する。つぎにキャピラリを上昇させ、かつワイヤをクランプして上方に引っ張る。これにより、ワイヤは破断し、ネイルヘッド状のバンプ電極（スタッド型バンプ電極）１７が形成される。バンプ電極１７の高さは３０μｍ程度である。キャピラリの押し潰し力を制御することによって、ネイルヘッド部１７ａ及び破断部分１７ｂをそれぞれ５μｍ程度に抑えることができ、ヒゲ部分１７ｃも２０μｍ以下にすることができる。
【００５３】
つぎに、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、ソース電極３３及びゲート電極３６上に導電性の接着材１８を図示しないディスペンサによって塗布する。この塗布によってソース電極３３及びゲート電極３６上にはそれぞれ一塊の接着材１８が塗布され、かつ各接着材１８はバンプ電極１７を被うことになる。接着材１８は、例えば、銀ペーストを用いる。
【００５４】
つぎに、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、ソース電極３３及びゲート電極３６上の接着材１８上に、図１４に示す第２のリードフレーム６０を重ねて固定する（Ｓ１０４）。リードフレーム６０は、半導体チップ１６のソース電極３３及びゲート電極３６に対応する幅の電極板９，１０を有している。この電極板９，１０は延在方向の両端が半導体チップ１６の外側にまで延在する長さになっている。そして連結部６１によって枠部６２に連結されている。この枠部６２の外側には嵌合片部６３が突出している。
【００５５】
第２のリードフレーム６０の単位リードパターンは、一対の枠部６２と、これら枠部６２の間に連結部６１を介して平行に延在する電極板９，１０と、枠部６２の中央外側に設けられる嵌合片部６３とで構成されている。この単位リードパターンを嵌合片部６３で繋がるように繰り返し配列することによって、前記第１のリードフレーム４０に対応する短冊状のリードフレームになる。
【００５６】
また、嵌合片部６３とリードフレーム４０の一対のクランプ片４２の先端間は、図１３（ａ）では隙間があるように記載してある。しかし、リードフレーム４０にリードフレーム６０を位置決めして重ねて嵌め込むと、嵌合片部６３は一対のクランプ片４２の先端間に嵌合されて固定されるようになっている。また、この固定状態では、電極板９，１０はバンプ電極１７に直接接触しない状態になっている。また、電極板９とソース電極３３との間及び電極板１０とゲート電極３６との間の空間は接着材１８で埋め尽くされている。また、ソース電極３３及びゲート電極３６を有する半導体チップ１６の主面と電極板９，１０との間隔は３０μｍ程度になる。
【００５７】
つぎに、図１５（ａ），（ｂ）に示すように封止体２を形成する（Ｓ１０５）。即ち、第１及び第２のリードフレーム４０，６０の電極板（電極板９，１０，１３）の外表面が露出するように、リードフレーム４０，６０及び半導体チップ１６並びに接着材１５，１８を含む部分を絶縁性樹脂で覆って封止体２を形成する。
【００５８】
図１６はトランスファモールディング装置によって封止体２を形成した状態を示す模式的断面図である。成形金型の下型７１と上型７２との間に組み立てが終了したリードフレーム４０等を型締めする。その後、図示しないゲートからキャビティ７３内に絶縁性樹脂７４を圧入し、かつ硬化させる。本例では、下型７１と上型７２のパーティング面間に弾力性に富むシート７５を介在させたシートモールディング法による封止体形成である。これにより、モールディング時、シート７５が弾力的に圧縮されるため、樹脂の漏れもなく、かつ半導体チップ１６に大きな力が加わらなくなり、半導体チップの破損も防止できる。
【００５９】
型締時、リードフレーム４０の電極板１３の中央部分は下型７１の底面に接触し、リードフレーム６０の電極板９，１０はシート７５に接触する。また、リードフレーム４０の電極板１３の両端部分はシート７５に接触する。これにより、封止体２の１面にはリードフレーム４０の電極板１３の中央部分が露出し、封止体２の反対面にはリードフレーム６０の電極板９，１０と電極板１３の両端部分が露出することになる。
【００６０】
本実施形態では、封止体２は側面７が４面となる四角形体になっている。第１の電極板（ソース電極板及びゲート電極板）の端部は封止体２の対面する一対の側面からそれぞれ突出し、第２の電極板（ドレイン電極板）の端部は封止体２前記一対の側面に交差する他の一対の側面からそれぞれ突出している構造になる。このため、トランスファモールディング時、成形金型のキャビティの両側または両端にそれぞれ電極板が突出し、この電極板は下型７１と上型７２によって確実にクランプされる。この結果、各電極板はキャビティの底面または天井面側のシートに密着することになり、露出する電極板面に樹脂が漏れ出なくなる。
【００６１】
本実施形態では、電極板９と電極板１０との間は別として、半導体チップ１６の第１の主面と電極板９，１０との間（隙間）に接着材１８が充填されていることから、絶縁性樹脂７４を充填させる必要がない。従って、前記隙間の間隔を樹脂中のフィラーが充分に入る間隔、例えば、５０μｍ以上とする必要もない。従って、前記隙間を１０〜３０μｍ程度とすることができ、封止体２の厚さを薄くできる。例えば、０．６ｍｍになる。
【００６２】
つぎに、図示しないが、メッキ処理して封止体２から突出する電極板９，１０及び電極板１３の表面に実装用のメッキ膜を形成する（Ｓ１０６）。メッキ膜としては、例えば、ＰｂＳｎ膜を形成する。
【００６３】
つぎに、不要リードフレーム部分を切断除去（Ｓ１０７）して、図１及び図４並びに図５に示すようなパワーＭＯＳＦＥＴ装置１を製造する。図１７（ａ），（ｂ）は、リードフレーム６０の不要部分を切断除去した図である。即ち、図１７（ａ），（ｂ）は、電極板９，１０の両端側の連結部６１を切断除去した図である。電極板９，１０の先端は封止体２の側面から０．１〜０．２ｍｍ程度とわずかに突出する。電極板９はソース電極端子４になり、電極板１０はゲート電極端子５になる。
【００６４】
図１８（ａ），（ｂ）は、リードフレーム４０の不要部分を切断除去した図である。即ち、図１８（ａ），（ｂ）は、リードフレーム４０の電極板１３の両端の分岐片４４を途中で切断して不要なリードフレーム４０部分を除去した図である。分岐片４４の先端は封止体２の側面から０．１〜０．２ｍｍ程度とわずかに突出する。各分岐片４４はドレイン電極端子６になる。この切断除去によってパワーＭＯＳＦＥＴ装置１が製造される。図１８（ａ）はパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の底面図であり、図１８（ｂ）は裏返し状態のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の正面図である。
【００６５】
本実施形態１によれば、以下の効果を奏する。
【００６６】
（１）本実施形態によれば、半導体チップ１６の第１の主面に設けた電極（ソース電極３３及びゲート電極３６）上にそれぞれ１乃至複数のスタッド型のバンプ電極１７を形成する。つぎに各電極領域ごとに接着材（銀ペースト）１８をバンプ電極１７を完全に被う程度に形成する。つぎにソース電極３３上にソース電極板（電極板９）を、ゲート電極３６上にゲート電極板（電極板１０）を重ね、ソース電極及びゲート電極上の銀ペースト１８をベーキングして硬化させる。これにより、ソース電極上のバンプ電極１７とソース電極板（電極板９）は接着材１８によって電気的に接続され、ベース電極上のバンプ電極１７とベース電極板（電極板１０）は接着材１８によって電気的に接続されることになる。強度が高いバンプ電極１７を電極板９，１０に強く当てることがないため、半導体チップ１６に大きな力が加わらない状態で電極と電極板の接続が行える。従って、半導体チップ１６にクラックが発生したり、半導体チップ１６が割れなくなり、信頼性の高いパワーＭＯＳＦＥＴ装置（半導体装置）１を高歩留りで製造することができる。
【００６７】
（２）上記（１）のように、本実施形態のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、スタッド型バンプ電極１７を使用することから、従来採用しているアンダーバリアメタル層も採用する必要がなくなり、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１のコスト低減が可能になる。
【００６８】
（３）本実施形態では、半導体チップ１６の電極上に形成したバンプ電極１７上に接着材１８が介在され、この接着材１８によって電極板９，１０とバンプ電極１７（ソース電極３３，ゲート電極３６））が接続される。半導体チップ１６の第１の主面と電極板９，１０との間はそれぞれ必要領域で接着材１８で完全に充填される結果、封止体２を構成するフィラーが半導体チップ１６の第１の主面と電極板間に充填させる必要もなくなる。従って、電極板と半導体チップの第１の主面との間隔も１０〜３０μｍ程度と小さくでき、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の薄型化が可能になる。
【００６９】
（４）本実施形態のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、封止体２の下面に平板状のソース電極板（電極板９）とゲート電極板（電極板１０）が位置し、封止体２の下面周縁部分にドレイン電極板（電極板１３）が位置する。従って、本実施形態のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１をマザーボード等の実装基板に実装した場合、半導体チップ１６で発生した熱は各電極板９，１０，１３を介して実装基板に放熱される。また、本実施形態のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、ドレイン電極板（電極板１３）の中央部分の表面１１は封止体２の上面８に露出する。そして、実装基板に実装したパワーＭＯＳＦＥＴ装置１に対して、放熱フィンが取り付けられる。放熱フィンは、封止体２の上面８に露出したドレイン電極板（電極板１３）上に取り付けられる。この結果、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１は封止体２の上下面から熱放散が図られることになり、放熱性能の良好なパワーＭＯＳＦＥＴ装置１になる。
【００７０】
（５）ソース電極３３及びゲート電極３６はバンプ電極１７及び接着材１８を介してソース電極端子４及びゲート電極端子５に接続され、その接続方向は一直線になるため、電流経路が短縮されオン抵抗の低減が達成できる。
【００７１】
（６）本実施形態では、電極（ソース電極３３及びゲート電極３６）上にスタッド型のバンプ電極１７を形成するため、従来のようにコスト高になるアンダーバリアメタル層を形成しなくともよくなる。
【００７２】
（７）本実施形態では、表面にアンダーバリアメタル層を設けた電極（ソース電極３３及びゲート電極３６）と、電極板９，１０を接着材１８（銀ペースト）で接着する構造に比較して、電極表面にアンダーバリアメタル層を使用しないため、製品コストの軽減が可能になる。
【００７３】
（実施形態２）
図１９は本発明の他の実施形態（実施形態２）であるパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の一部を示す拡大断面図である。
【００７４】
本実施形態２では、半導体チップ１６のソース電極３３やゲート電極３６を有する第１の主面と、電極板９，１０の対応する面との距離をさらに短くできる構造である。即ち、電極板９，１０の表面にはバンプ電極１７に対面して窪み８０を設ける。この窪み８０は、電極板の厚さが０．２ｍｍであることから比較的自由にその深さを選択できる。例えば、窪み８０の深さを２０〜３０μｍ程度の深さにすることによって、バンプ電極１７を電極板９，１０に接触しないようにすることが可能になる。この結果、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造における半導体チップ１６と電極板９，１０との接続時、半導体チップ１６が割れたり、クラックが入らなくなる。図１９はソース電極３３と電極板９，１０の接続状態を示す図である。
【００７５】
（実施形態３）
図２０乃至図２３は本発明の他の実施形態（実施形態３）であるパワーＭＯＳＦＥＴ装置１に係わる図である。図２０はパワーＭＯＳＦＥＴ装置の模式的正面図、図２１は模式的平面図、図２２は模式的側面図、図２３は模式的底面図である。
【００７６】
本実施形態３のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、実施形態１のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１において、電極板１３の両端を分岐させずに１枚のドレイン電極端子６とする例である。この構造では、電極板１３の両端は平板であることから、放熱面積が増大し、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１の放熱特性が向上する。
【００７７】
また、本実施形態３では、封止体２の側面から突出する電極板部分は封止体２によって封止される部分よりも幅が広くなるように図には表示されている。しかし、実際は各電極板はそれぞれ一定幅の平板であり、狭く表示される部分は封止体２を構成する樹脂によって被われている部分である。この隠れた部分は、ハーフエッチングされた部分である。これにより、電極板が封止体２から剥離し難くなる。
【００７８】
（実施形態４）
図２４乃至図２９は本発明の他の実施形態（実施形態４）であるパワーＭＯＳＦＥＴ装置１に係わる図である。図２４はパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の模式的正面図，図２５は模式的平面図、図２６は模式的側面図、図２７は模式的底面図、図２８は模式的断面図、図２９は模式的断面図である。
【００７９】
本実施形態４のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、実施形態１のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１において、半導体チップ１６の接続状況を逆にした例である。即ち、封止体２の下面３に下面を露出させる平坦な電極板８５をドレイン電極板（ドレイン電極端子６）とする。また、封止体２の上面８の中央部分に上面を露出させ、端部分の下面を封止体２の下面３周縁部分に露出させる２本の電極板８６，８７をソース電極板（ソース電極端子４）とゲート電極板（ゲート電極端子５）とする。
【００８０】
本実施形態４のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の製造は、実施形態１の製造において、リードフレームを用意する工程では、実施形態１の第１のリードフレームに２本の電極板８６，８７を形成し、第２のリードフレームに１本の電極板８５を形成しておく。
【００８１】
そして、チップボンディング工程では、半導体チップ１６は、その第２の主面を電極板８５に接着材１５によって接続する。
【００８２】
また、バンプ電極形成工程及び電極板接続工程では、半導体チップ１６の第１の主面のソース電極３３及びゲート電極３６上にバンプ電極１７をそれぞれ形成し、ついでバンプ電極１７を接着材１８によって電極板８６，８７に接続するものである。
【００８３】
本実施形態のパワーＭＯＳＦＥＴ装置１は、封止体２の上面にソース電極板（ソース電極端子４）が露出する構造になっている。ソース電極板が最も高い温度になることから、封止体２の上面に放熱フィンを取り付けることによって、ソース電極板から効果的に放熱を行うことができる。封止体２の下面、即ち、実装基板側で放熱効果を高めるためには、例えば、熱伝導性の高い銅板等を実装基板に設ける等特別の構造を採用しなければならず、面倒であるとともにコストも高くなる。これに対して、封止体２の上面からの熱放散は前述のように放熱フィンを取り付けるだけであり、容易な作業である。
【００８４】
（実施形態５）
図３０は本発明の他の実施形態（実施形態５）であるパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の一部を示す模式的拡大断面図である。図３０は、実施形態１における図２に対応する図であり、ソース電極板９（ソース電極端子４）部分におけるソース電極３３と電極板９との接着材１８による接着状態を示す図である。
【００８５】
本実施形態５では、１０〜２０μｍ程度の接着材１８の厚さ、即ち、半導体チップ１６の第１の主面と電極板９との間隔を１０〜３０μｍ程度の寸法にして、パワーＭＯＳＦＥＴ装置１のさらなる薄型化を達成した例である。バンプ電極１７のネイルヘッド部１７ａの高さを５μｍ程度以下の厚さに制御し、破断部分１７ｂの長さを５μｍ程度以下に制御した場合、ヒゲ部分１７ｃは制御でき難い長さではあるが、バンプ電極１７の高さを３０μｍ程度以下に抑えることができる。
【００８６】
図３０に示すように、ヒゲ部分１７ｃを半導体チップ１６に直接接触させる構造とすることによって、半導体チップ１６の第１の主面と電極板９との間隔を狭くすることができる。この間隔は１０〜３０μｍにすることができる。これにより封止体２の薄型化が図れ、結果としてパワーＭＯＳＦＥＴ装置１の薄型化を図ることができる。
【００８７】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。実施形態では、パワーＭＯＳＦＥＴを半導体チップに組み込んだ例を示したが、組み込む素子としてはＭＩＳＦＥＴ，パワーバイポーラトランジスタ，ＩＧＢＴ等のトランジスタ、あるいはトランジスタを含むＩＣでもよい。また、バンプ電極としては、銅ワイヤによるものでも同様に適用できる。また、実施形態では、電極板に固定した半導体チップにバンプ電極を形成したが、半導体チップを製作する半導体ウエハの状態でバンプ電極を形成し、バンプ電極付き半導体チップを電極板に固定するようにしても前記実施形態同様の効果が得られる。
【００８８】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００８９】
（１）半導体チップ破損が起き難い半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【００９０】
（２）薄型の半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態（実施形態１）である半導体装置の模式的断面図である。
【図２】本実施形態１の半導体装置におけるソース電極部分の接続状態を示す模式的拡大断面図である。
【図３】本実施形態１の半導体装置におけるゲート電極部分の接続状態を示す模式的拡大断面図である。
【図４】本実施形態１の半導体装置を斜め上方から見た模式的斜視図である。
【図５】本実施形態１の半導体装置を斜め下方から見た模式的斜視図である。
【図６】本実施形態１の半導体装置に組み込まれる半導体チップの一部を示す模式的拡大断面図である。
【図７】本実施形態１の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態１の半導体装置の製造で使用するリードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図９】チップ固定部分に接着材を塗布した前記リードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図１０】前記チップ固定部分に半導体チップを固定した前記リードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図１１】前記半導体チップの表面にバンプ電極を複数形成した前記リードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図１２】前記半導体チップの表面のソース電極部分及びゲート電極部分にそれぞれ接着材を塗布した前記リードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図１３】前記ソース電極部分及びゲート電極部分に電極フレームを接着した前記リードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図１４】前記電極フレームの模式的平面図である。
【図１５】トランスファモールディングによって封止体が形成された前記リードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図１６】前記リードフレームに対するトランスファモールディング状態を示す模式的断面図である。
【図１７】前記電極フレームの不要部分が切断除去された前記リードフレームの模式的な平面図及び断面図である。
【図１８】前記リードフレームの不要部分が切断除去されて製品となった半導体装置の模式的な底面図及び断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態（実施形態２）である半導体装置の一部を示す模式的拡大断面図である。
【図２０】本発明の他の実施形態（実施形態３）である半導体装置の模式的正面図である。
【図２１】本実施形態３の半導体装置の模式的平面図である。
【図２２】本実施形態３の半導体装置の模式的側面図である。
【図２３】本実施形態３の半導体装置の模式的底面図である。
【図２４】本発明の他の実施形態（実施形態４）である半導体装置の模式的正面図である。
【図２５】本実施形態４の半導体装置の模式的平面図である。
【図２６】本実施形態４の半導体装置の模式的側面図である。
【図２７】本実施形態４の半導体装置の模式的底面図である。
【図２８】本実施形態４の半導体装置の模式的断面図である。
【図２９】本実施形態４の半導体装置の模式的断面図である。
【図３０】本発明の他の実施形態（実施形態５）である半導体装置の一部の模式的拡大断面図である。
【符号の説明】
１…半導体装置（パワーＭＯＳＦＥＴ装置）、２…封止体（パッケージ）、３…下面、４…ソース電極端子、５…ゲート電極端子、６…ドレイン電極端子、７…側面、８…上面、９，１０…電極板、１１…表面、１３…電極板、１５…接着材、１６…半導体チップ、１７…バンプ電極、１７ａ…ネイルヘッド部、１７ｂ…破断部分、１７ｃ…ヒゲ部分、１８…接着材（銀ペースト）、２０…シリコン半導体基板、２１…エピタキシャル層、２２…チャネル（ＣＨ）層、２３…ウエル層、２５…トレンチ（溝）、２６…ポリシリコンゲート層、２７…ゲート絶縁膜、２８…Ｐ＋領域、２９…ソース領域、３２…絶縁膜、３３…ソース電極、３４…厚い絶縁膜、３５…周辺ゲート配線、３６…ゲート電極、３７…絶縁膜、３８…ドレイン電極、４０…リードフレーム、４１…枠片、４２…クランプ片、４３…スリット、４４…分岐片、４５ａ…第１面、４５ｂ…第２面、６０…リードフレーム、６１…連結部、６２…枠部、６３…嵌合片部、７１…下型、７２…上型、７３…キャビティ、７４…絶縁性樹脂、７５…シート、８０…窪み、８５〜８７…電極板。

Claims (24)

  1. 表裏面である上面と下面を有し、前記上面と前記下面を繋ぐ側面を有する絶縁性樹脂からなる封止体と、
    前記封止体内に位置し、表裏面である第１の主面及び第２の主面にそれぞれ電極を有する半導体チップと、
    表裏面である上面と下面を有し、前記上面の一部を前記封止体の上面に露出させ、端部分の前記下面を前記封止体の下面に露出させる第１の電極板と、
    表裏面である上面と下面を有し、前記下面を前記封止体の下面に露出させ、前記上面を前記封止体内に位置させる第２の電極板とを有し、
    前記半導体チップの前記第２の主面の前記電極は、前記第１の電極板または前記第２の電極板に導電性の接着材を介して電気的に接続され、
    前記半導体チップの前記第１の主面の前記電極の表面にはバンプ電極が設けられ、前記バンプ電極は導電性の接着材で覆われ、前記バンプ電極と前記第２の電極板または前記第１の電極板は前記接着材で電気的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記バンプ電極と前記第２の電極板または前記第１の電極板は接触していないことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記バンプ電極は前記電極表面に１乃至複数複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  4. 前記バンプ電極は、前記半導体チップの第１の主面の前記電極に形成したスタッド型バンプ電極であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  5. 前記バンプ電極は、前記半導体チップの第１の主面の前記電極に形成したスタッド型バンプ電極であり、かつ前記電極表面に複数設けられ、
    一部の背の高い前記バンプ電極は前記電極板に接触し、他の前記バンプ電極は前記電極板に接触していないことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  6. 前記電極板の表面には前記バンプ電極に対面して窪みが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  7. 前記電極板の端は前記封止体の前記側面から外部に突出していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  8. 前記電極板の端は複数に分岐し、該分岐端が前記封止体の側面から外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  9. 前記第１の電極板と、前記第２の電極板の延在方向は異なっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  10. 前記バンプ電極が形成される前記半導体チップの電極はアルミニウム膜で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  11. 前記バンプ電極は金ワイヤまたは銅ワイヤで形成され、前記接着材は硬化処理された銀ペーストからなっていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  12. 前記半導体チップの第１の主面と、この第１の主面に対面する前記電極板との間隔は１０〜３０μｍ程度であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  13. 前記半導体チップにはトランジスタが形成され、前記半導体チップの前記第２の主面には前記トランジスタの第２電極が設けられ、
    前記半導体チップの前記第１の主面には前記トランジスタの第１電極と制御電極が設けられ、
    前記第１の電極板または前記第２の電極板は複数本設けられ、
    前記第２電極は前記第２の電極板または第１の電極板に接続され、
    前記第１電極と制御電極は複数設けられる前記前記第１の電極板または第２の電極板に別々に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  14. 前記バンプ電極を被う前記接着材は、前記バンプ電極が形成された前記電極領域と、この電極領域から外れかつ前記半導体チップの端近傍に到る領域に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  15. 前記封止体は前記側面を４面有する四角形体からなり、
    前記第１の電極板の端部は前記封止体の対面する一対の側面からそれぞれ突出し、
    前記第２の電極板の端部は前記封止体の前記一対の側面に交差する他の一対の側面からそれぞれ突出していることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  16. パターニングされ一部が屈曲した第１の電極板を有する第１のリードフレーム及びパターニングされた平板状の第２の電極板を有する第２のリードフレームを用意する工程と、
    第１の主面に電極を有し、前記第１の主面の反対面になる第２の主面に電極を有する半導体チップを用意する工程と、
    前記半導体チップの前記第２の主面の前記電極を、前記第１のリードフレームの第１の電極板または前記第２のリードフレームの第２の電極板に導電性の接着材で電気的に接続させる工程と、
    前記半導体チップの前記第１の主面の前記電極上に導電性のワイヤを熱圧着法によって接続するとともに引っ張って切断して１乃至複数のバンプ電極を形成する工程と、
    前記電極上に前記バンプ電極を被うように導電性の接着材を塗布する工程と、
    前記バンプ電極上の前記接着材上に前記第２のリードフレームまたは前記第１のリードフレームを重ね、かつ前記バンプ電極上の前記接着材を硬化させて前記リードフレームの電極板と前記バンプ電極を電気的に接続させる工程と、
    前記第１及び第２のリードフレームの前記電極板の外表面が露出するように、前記第１及び第２のリードフレーム及び前記半導体チップ並びに前記接着材を含む部分を絶縁性樹脂で覆って封止体を形成する工程と、
    前記封止体の近傍で前記第１及び第２のリードフレームの不要部分を切断除去する工程とを有し、
    前記リードフレームを用意する工程では、前記切断除去工程後、前記第１のリードフレームの前記第１の電極板の端部分の下面が前記封止体の下面に露出し、中央部分の上面が前記封止体の上面に露出するように、前記第１のリードフレームを形成しておくことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  17. 前記バンプ電極が前記電極板に直接接触しないように、前記バンプ電極を被う前記接着材の厚さを前記バンプ電極の高さよりも厚く形成することを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
  18. 前記バンプ電極が前記電極板に直接接触しないように、前記リードフレームの前記バンプ電極に対面する電極板の表面を一段引っ込んだ構造に形成しておくことを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
  19. 前記バンプ電極において、一部の背の高いバンプ電極は前記電極板に接触していることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
  20. 前記リードフレームにおいて、前記電極板の端を複数に分岐したパターンとし、前記封止体形成時、前記分岐端が前記封止体の側面から外側に突出するように形成することを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
  21. 前記半導体チップの第１の主面に接続された電極板の端部の延在方向は、前記半導体チップの第２の主面に接続された電極板の端部の延在方向とは異なる方向になるように前記第１及び第２のリードフレームのパターンを形成しておくことを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
  22. 前記バンプ電極を形成する前記半導体チップの電極をアルミニウム膜で形成し、前記電極上に金ワイヤまたは銅ワイヤを熱圧着法によって接続しかつ切断して前記バンプ電極を形成し、
    前記バンプ電極を被うように前記電極上に銀ペーストからなる接着材を塗布し、その後前記接着材上に前記リードフレームの電極板を重ね、前記接着材を硬化処理して前記電極板と前記バンプ電極を電気的に接続させることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
  23. 前記バンプ電極が形成される前記半導体チップの第１の主面と、この第１の主面に対面する前記電極板との間隔が１０〜３０μｍ程度になるように、前記間隔に充填する前記接着材の厚さを決めることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
  24. 前記第１の主面に第１電極と制御電極を有し、第２の主面に第２電極を有するトランジスタを形成した半導体チップを用意し、
    前記第１のリードフレーム及び前記第２のリードフレームのうち一方のリードフレームの前記電極板を複数本とし、
    前記複数本の電極板に前記第１電極と前記制御電極を別々に電気的に接続することを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
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