JP2006073950A - 高耐熱半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワイドギャップ半導体素子13の外面を、シロキサン(Si−O−Si結合体)による橋かけ構造を有する1種以上のケイ素含有重合体を含有する合成高分子化合物16で被覆する。前記合成高分子化合物は、例えば、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体である。
【選択図】図1
Description
前記(A)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体である[前記R1及びR2はアルキレン基及び/またはアリーレン基を含んでもよい炭素数2〜20のアルケニル基であり、前記R3は炭素数1〜9のアルキレン基及び/またはアリーレン基であり、前記R4は水素またはメチル基である]。
前記(B)成分は、Si−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体である。
前記(C)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、さらにSi−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体である。
前記(D)成分は、白金系触媒である硬化反応触媒である。
前記ケイ素含有硬化性組成物は、(C)成分を含まない場合には、(A)成分と(B)成分を含み、かつ(D)成分を含むのが望ましい。
前記ケイ素含有硬化性組成物は、(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含み、(B)成分を含まないものでもよく、また(B)成分、(C)成分及び(D)成分を含み、(A)成分を含まないものでもよい。
前記ケイ素含有硬化性組成物は、(C)成分と(D)成分を含み(A)成分と(B)成分を含まないものでもよい。
い。そのため例えばパッシベーション膜にピンホール等の欠陥部が存在して半導体層が露出している場合でも、合成高分子化合物が半導体素子の表面を直接保護するパッシベーション膜として働き高い信頼性を実現できる。
まず(A)成分について説明する。本発明における(A)成分は、ケイ素含有重合体であり、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2、[式中、R1及びR2は、アルキレン基及び/またはアリーレン基を含んでもよい炭素数2〜20のアルケニル基であり、R3は、炭素数1〜9のアルキレン基及び/またはアリーレン基であり、R4は、水素またはメチル基である]からなる群から選ばれる反応基(A’)を一種または二種以上有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する。さらに重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下である。
(A)成分のケイ素含有重合体中の反応基(A’)の数は、硬化性及び保存安定性の点から、ケイ素含有重合体1分子当たり平均1個以上、ケイ素原子1個当たり1個以下が好ましい。
(A)成分の重量平均分子量は耐熱性及び流動性などのハンドリング性の点から、5000〜100万が好ましい。
(A)成分の重量平均分子量の測定はGPCを使用すればよく、ポリスチレン換算により求めればよい。
次に、(B)成分について説明する。(B)成分は、ケイ素含有重合体であり、Si−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する。さらに重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下である。
(B)成分のケイ素含有重合体中の官能基Si−H基の数は、ケイ素含有重合体1分子当たり平均1個以上、ケイ素原子1個当たり1個以下が好ましい。
(B)成分の重量平均分子量は耐熱性及びハンドリング性の点から、5000〜100万が好ましい。
(B)成分の重量平均分子量の測定はGPCを使用すればよく、ポリスチレン換算により求めればよい。
次に、(C)成分について説明する。(C)成分は、ケイ素含有重合体であり、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2、[式中、R1及びR2は、アルキレン基及び/またはアリーレン基を含んでもよい炭素数2〜20のアルケニル基であり、R3は、炭素数1〜9のアルキレン基及び/またはアリーレン基であり、R4は、水素またはメチル基である]からなる群から選ばれる反応基(A’)を一種または二種以上有し、さらにSi−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する。さらに重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下である。
シシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジエトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、メチルメトキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、フェニルジエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、メチルエトキシシラン、ジフェニルエトキシシラン及び、これらのアルコキシシランのアルコキシ基の一部または全部をクロロ基に置換したクロロシラン等が挙げられ、加えてアルコキシシランのアルコキシ基もしくはクロロシランのクロロ基が加水分解されてシラノール基となっていてもかまわない。更には、これらのアルコキシシラン及びクロロシランの持つ水素原子の全部または一部が重水素に置換されている重水素化物、あるいはフッ素原子に置換されているフッ素化物等も挙げられ、これらの一種または二種以上を用いることが出来る。特に耐熱性、電気特性、硬化性、力学特性、保存安定性、ハンドリング性等の点から好ましいものとして、メチルメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジフェニルメトキシシラン、フェニルメチルメトキシシラン等や、これらのアルコキシ基をクロロ基に置換したシラン化合物が挙げられる。
(C)成分のケイ素含有重合体は、耐熱性の点から、重量平均分子量が1000以下の成分が20重量%以下であり、好ましくは10重量%以下、より好ましくは0重量%である。
(C)成分の重量平均分子量は耐熱性及びハンドリング性の点から、5000〜100万が好ましい。(C)成分の重量平均分子量の測定はGPCを使用すればよく、ポリスチレン換算により求めればよい。
アリール基、アリーレン基の例としてはフェニル基またはフェニレン基が好ましい。
次に、本発明における(D)成分の白金系触媒である硬化反応触媒について説明する。
(D)成分の白金系触媒は、ヒドロシリル化反応を促進する白金、パラジウム及びロジウムの一種以上の金属を含有する周知の触媒の事である。これらのヒドロシリル化反応用の触媒として用いられる白金系触媒としては、白金−カルボニルビニルメチル錯体、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体、白金−シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金−オクチルアルデヒド錯体等の白金系触媒をはじめ、白金の代わりに同じく白金系金属であるパラジウム、ロジウム等を含有する化合物が挙げられ、これらの一種または二種以上を併用してもよい。特に硬化性の点から、白金を含有するものが好ましく、具体的には、白金−カルボニルビニルメチル錯体が好ましい。また、クロロトリストリフェニルホスフィンロジウム(I)等の、上記白金系の金属を含有するいわゆるWilkinson触媒も、本発明の白金系触媒に含まれる。
前記のケイ素含有硬化性組成物は、さらに(E)成分として金属酸化物の微粉末を含有するのが好ましい。(E)成分の金属酸化物微粉末とは、いわゆる充填剤、鉱物等の無機材料やこれを有機変性したものを指す。例えば、コロイダルシリカ、シリカフィラー、シリカゲル、マイカやモンモリロナイト等の鉱物、酸化アルミニウムや酸化亜鉛等の金属酸化物等であり、これらを有機変性処理等によって改質したものでもよい。マイカ(雲母)は、Al、Ba、Ca、Fe、K、Li、Mg、Na、Si等の金属元素を含んでいる。これらの金属酸化物の微粉末を加えることで好適な諸物性を得ることが出来る。特に好ましいものとしては、二酸化ケイ素微粉末が挙げられる。これら金属酸化物の微粒子の粒径は、耐熱性の点から100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。
このケイ素含有硬化性組成物には、更に任意の成分として、フリーラジカルスカベンジャーを配合してもよい。この場合のフリーラジカルスカベンジャーは、酸化防止剤、安定剤等の抗酸化性物質であればよく、例えば、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、2,6−ジ−t−ブチル−パラクレゾール(DBPC)等が挙げられる。
任意に配合できる添加剤の例としては、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤等が挙げられる。
以上詳しく説明したケイ素含有硬化性組成物を熱硬化することにより、本発明における合成高分子化合物を得ることができる。
以下、本発明の高耐熱半導体装置の好適な実施例を図1から図4を参照して説明する。各図において、各要素の構成の理解を容易にするために、図示された各要素の寸法は実際の寸法とは対応していない。各実施例において、「半導体装置」とは、半導体素子をパッケージ内に収納し、半導体素子の各電極を、リード線でそれぞれの電極端子に接続したものをいう。
本発明の第1実施例の高耐熱半導体装置を図1を参照して説明する。
本発明の第1実施例の半導体装置は、高耐熱かつ高耐電圧のSiC(炭化珪素)pnダイオード素子(以下、SiCダイオード素子と略記する)を備えるSiCpnダイオード装置である。
このケイ素含有硬化性組成物は、以下に説明する合成工程1から合成工程5によって合成される。
メチルトリエトキシシラン100部に、0.4%のリン酸水溶液86部を加えて10〜15℃に保って3時間攪拌した。この反応液にエタノール80部を加え、水酸化ナトリウム水溶液で反応液を中和後、60℃で30分間攪拌した。反応後、900部のトルエンを加えながら溶媒中のエタノールと水を留去し、ケイ素含有重合体前駆体−1を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−1の分子量は、Mw=5000であった。分子量は以下の測定条件で、ポリスチレン換算により求めた。以下の合成工程のGPC測定も同様の測定条件で行なった。
分子量の測定条件は以下の通りである。
カラム:東ソー株式会社製TSK-GEL MULTIPORE HXL M、7.8mm X 300mm、
展開溶媒:テトラヒドロフラン
ジクロロジメチルシラン90部とジクロロジフェニルシラン9部を混合し、100部のイオン交換水と100部のトルエンとの混合溶媒の中に滴下した。この反応液から、水相を取り除きトルエン溶媒を留去しながら250℃で2時間重合した。得られた反応溶液にピリジンを20部加え、これにさらにジメチルジクロロシラン20部を加えて30分間攪拌した。その後、反応溶液を250℃で熱しながら減圧して、低分子量成分とピリジン塩酸塩を除き、ケイ素含有重合体前駆体−2を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−2の分子量は、Mw=50,000であった。
トルエンを溶媒として、合成工程1で得られたケイ素含有重合体前駆体−1を5部にピリジンを10部、トリメチルクロロシランを1.5部加えて、室温で30分間攪拌した。これに合成工程2で得られたケイ素含有重合体前駆体−2を100部加えて攪拌しながら4時間共重合を行い、イオン交換水を加えて反応を止めた。水洗によってピリジン塩酸塩等を除き、ケイ素含有重合体前駆体−3を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−3の分子量は、MW=92,000であった。
トルエンを溶媒として、合成工程3で得られたケイ素含有重合体前駆体−3を50部にピリジン5部を加え、半分に分割した。一方にジメチルクロロシラン5部、他方にジメチルビニルクロロシラン5部を加えそれぞれ室温で30分間、さらに70℃で30分間攪拌した後、それぞれをイオン交換水で水洗することによりピリジン塩酸塩を除き、前者から(B)成分であるケイ素含有重合体−3B、及び後者から(A)成分であるケイ素含有重合体−3Aをそれぞれ得た。ケイ素含有重合体−3A及び−3Bの分子量は共にMW=92,000であり、アリール基の含有量は、H1−NMR及びGPC分析から8.4重量%であり、重量平均分子量1000以下の成分は0%であった。
ケイ素含有重合体−3Aとケイ素含有重合体−3Bとの等量混合物70部に、(E)成分である二酸化ケイ素の微粉末30部、及び硬化反応の触媒として、(D)成分である白金-カルボニルビニルメチル錯体0.005部を加えて混合し、ケイ素含有硬化性組成物−Aを得た。
本発明の第2実施例の半導体装置は、SiCのGTOサイリスタ素子20を備える、耐圧4kVのSiC−GTOサイリスタ(Gate Turn Off Thyristor)装置であり、図2にその断面図を示す。図3は、図2におけるGTOサイリスタ素子20を紙面に垂直な面で切断したセルの一つの断面図である。実際の素子では図3に示すセルが図の左右方向に複数個連結されている。図2及び図3において、厚さ約320μmの高不純物濃度のn型SiCのカソード領域21の上面に、厚さ約3μmのp型SiCのバッファー層22を設けている。カソード領域21の下面にカソード電極32が設けられている。バッファー層22の上に厚さ約50μmの低不純物濃度のp型SiCのドリフト層23を設けている。ドリフト層23の中央部に厚さ約2μmのn型のベ−ス領域24とp型のアノード領域25が順次形成されている。n型のベース領域24の周辺にはn型の電界緩和領域26が形成されている。GTOサイリスタ素子20の表面には二酸化シリコン層、窒化シリコン層及び二酸化シリコン層の3層構造の表面保護膜27が形成されている。p型のアノード領域25にはアノード電極28が形成されている。このアノード電極28上の左側の領域には2層目のアノード電極29が形成され、右側の領域には絶縁膜30を介してゲート電極31が形成されている。図3に示すように、n型のベース領域24には1層目のゲート電極33が形成され、ゲート電極33は、図示していない接続部でゲート電極31に接続されている。
この被覆体42の合成高分子化合物として使用されるケイ素含有硬化性組成物―Bは以下の合成工程1から合成工程5によって合成した。このケイ素含有硬化性組成物−Bを熱硬化することにより合成高分子化合物の被覆体42が得られる。
前記第1実施例におけるケイ素含有硬化性組成物−Aの合成方法の合成工程1と同様の工程によって、ケイ素含有重合体前駆体−1を合成した。すなわち、メチルトリエトキシシラン100部に、0.4%のリン酸水溶液86部を加えて10〜15℃に保って3時間攪拌した。この反応液にエタノール80部を加え、水酸化ナトリウム水溶液で反応液を中和後、60℃で30分間攪拌した。反応後、900部のトルエンを加えながら溶媒中のエタノールと水を留去し、ケイ素含有重合体前駆体−1を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−1の分子量は、Mw=5000であった。分子量は以下の測定条件で、ポリスチレン換算により求めた。以下の合成工程のGPC測定も同様の測定条件で行なった。
分子量の測定条件は以下の通りである。
カラム:東ソー株式会社製TSK-GEL MULTIPORE HXL M、7.8mm X 300mm、
展開溶媒:テトラヒドロフラン
ジクロロジメチルシラン80部とジクロロジフェニルシラン20部を混合し、100部のイオン交換水と100部のトルエンの混合溶媒中に滴下した。この反応液から、水相を取り除きトルエン溶媒を留去しながら250℃で2時間重合した。得られた反応溶液にピリジンを20部加え、これにさらにジメチルジクロロシラン20部を加えて30分間攪拌した。その後、反応溶液を250℃で熱しながら減圧して、低分子量成分とピリジン塩酸塩を除き、ケイ素含有重合体前駆体−4を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−4の分子量は、Mw=30,000であった。
トルエンを溶媒として、合成工程1で得られたケイ素含有重合体前駆体−1を5部、ピリジンを10部、トリメチルクロロシランを1.5部加え合わせて、室温で30分間攪拌した。これに合成工程2で得られたケイ素含有重合体前駆体−4を100部加えて攪拌しながら4時間共重合を行い、イオン交換水を加えて反応を止めた。水洗によってピリジン塩酸塩等を除き、ケイ素含有重合体前駆体−5を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−5の分子量は、MW=90,000であった。
トルエンを溶媒として、合成工程3で得られたケイ素含有重合体前駆体−5を50部にピリジン5部を加え、半分に分割した。一方にジメチルクロロシラン5部、他方にジメチルビニルクロロシラン5部を加え室温で30分間、さらに70℃で30分間攪拌した後、イオン交換水で水洗することによりピリジン塩酸塩を除き、前者から(B)成分であるケイ素含有重合体−5B、及び後者から(A)成分であるケイ素含有重合体−5Aをそれぞれ得た。ケイ素含有重合体−5A及び−5B共に、分子量はMW=90,000であり、アリール基の含有量はH1−NMR及びGPC分析から13.0重量%であり、重量平均分子量1000以下の成分は0%であった。
ケイ素含有重合体−5Aとケイ素含有重合体−5Bとの等量混合物70部に、(E)成分である二酸化ケイ素の微粉末30部及び硬化反応の触媒として、(D)成分である白金-カルボニルビニルメチル錯体0.005部を加えて混合し、ケイ素含有硬化性組成物−Bを得た。
なお、GTOサイリスタ素子20は金シリコンの高温半田を用いて支持体38に半田付けされる。リード線34、36は直径80ミクロンメートルの金線であり、リードボンデング装置を用いてそれぞれアノード電極29とアノード端子35間及びゲート電極31とゲート端子37間に取り付けられる。図2では、リード線34、36はそれぞれ1本づつ図示されているが、リード線34、36は、リード線34、36を流れるそれぞれの電流値に応じて複数のものを並列に接続してもよい。
本発明の第3実施例の半導体装置は、発光素子と受光素子を備える光結合ワイドギャップパワー半導体装置であり、図4にその断面図を示す。図において、発光機能を有する主パワー半導体素子(発光素子)としては、耐電圧2.5kV・電流容量200AのGaN(ガリウムナイトライド)−npnバイポーラトランジスタ51を用いている。受光素子としてはSiC−ホトダイオード52を用いている。SiCホトダイオード52はGaN−npnバイポーラトランジスタ51に対向するように同一パッケージ内に設けられている。
高不純物濃度のn型のGaNコレクタ領域53の上面に厚さ約20μmのn型の低濃度GaN領域53aが形成されている。GaN領域53aの上に厚さ約1.7μmのp型のGaNベース領域54が形成され、更にその上に厚さ約3μmの高不純物濃度のn型のエミッタ領域55が順次形成されている。GaNコレクタ領域53の下面にはコレクタ電極66が設けられている。GaNベース領域54の周辺のコレクタ領域53内にはn型の電界緩和領域56が形成されている。GaNベース領域54の右端部に金属のベース電極58が設けられている。n型エミッタ領域55の上に、発光窓60を有する金属のエミッタ電極59が設けられている。GaNコレクタ領域53及び電界緩和領域56の上には窒化シリコン層と二酸化シリコン層の2層構造の表面保護膜57が形成されている。
リード線61、63、64、73、76及びエミッタ端子65、ベース端子62、コレクタ端子68、アノード端子74及びカソード端子77は電気接続手段である。リード線61、63、64、73、76は、それぞれを流れる電流値に応じて、それぞれ複数の線を並列に接続したものを用いればよい。
GaNーnpnバイポーラトランジスタ51、SiCホトダイオード52、リード線61、63、64、73、76及びベース端子62の端部及びエミッタ端子65の端部を覆うように合成高分子化合物からなる被覆体81が設けられている。
する。あらかじめ製作したGaN−npnバイポーラトランジスタ51を金シリコンの高
融点半田を用いて支持体67の所定位置に半田付けする。リードボンデング装置を用いて
直径80ミクロンメートルの金のリード線63、64でエミッタ電極59とエミッタ端子
65を接続する。ベース電極58とベース端子62とを金のリード線61で接続する。硬
化前の合成高分子化合物81の素材をGaN−npnバイポーラトランジスタ素子51を
包み込むように厚く塗布する。
この被覆体81の合成高分子化合物として使用されるケイ素含有硬化性組成物を以下の合成工程1〜5のようにして合成した。このケイ素含有硬化性組成物−Cを熱硬化することにより合成高分子化合物81にできる。
前記第1実施例におけるケイ素含有硬化性組成物−Aの合成方法の合成工程1と同様の工程によって、ケイ素含有重合体前駆体−1を合成した。すなわち、メチルトリエトキシシラン100部に、0.4%のリン酸水溶液86部を加えて10〜15℃に保って3時間攪拌した。この反応液にエタノール80部を加え、水酸化ナトリウム水溶液で反応液を中和後、60℃で30分間攪拌した。反応後、900部のトルエンを加えながら溶媒中のエタノールと水を留去し、ケイ素含有重合体前駆体−1を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−1の分子量は、Mw=5000であった。分子量は以下の測定条件で、ポリスチレン換算により求めた。以下の合成工程のGPC測定も同様の測定条件で行なった。
分子量の測定条件は以下の通りである。
カラム:東ソー株式会社製TSK-GEL MULTIPORE HXL M、7.8mm X 300mm、
展開溶媒:テトラヒドロフラン
前記、ケイ素含有硬化性組成物−Aの合成方法の合成工程2と同様の工程によって、ケイ素含有重合体前駆体−2を合成した。すなわち、ジクロロジメチルシラン90部とジクロロジフェニルシラン9部を混合し、100部のイオン交換水と100部のトルエンの混合溶媒中に滴下した。この反応液から、水相を取り除きトルエン溶媒を留去しながら250℃で2時間重合した。得られた反応溶液にピリジンを20部加え、これにさらにジメチルジクロロシラン20部を加えて30分間攪拌した。その後、反応溶液を250℃で熱しながら減圧して、低分子量成分とピリジン塩酸塩を除き、ケイ素含有重合体前駆体−2を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−2の分子量は、Mw=50,000であった。
前記、ケイ素含有硬化性組成物−Aの合成方法の合成工程3と同様の工程によって、ケイ素含有重合体前駆体−3を合成した。すなわち、トルエンを溶媒として、合成工程1で得られたケイ素含有重合体前駆体−1を5部にピリジンを10部、トリメチルクロロシランを1.5部加えて、室温で30分間攪拌した。これに合成工程2で得られたケイ素含有重合体前駆体−2を100部加えて攪拌しながら4時間共重合を行い、イオン交換水を加えて反応を止めた。水洗によってピリジン塩酸塩等を除き、ケイ素含有重合体前駆体−3を得た。GPCによる分析の結果、ケイ素含有重合体前駆体−3の分子量は、MW=92,000であった。
トルエンを溶媒として、合成工程3で得られたケイ素含有重合体前駆体−3を50部にピリジン5部を加え、さらにジメチルクロロシラン5部とジメチルビニルクロロシラン5部の混合物を加え室温で30分間、さらに70℃で30分間攪拌した後、イオン交換水で水洗することによりピリジン塩酸塩を除き、(C)成分であるケイ素含有重合体−6を得た。ケイ素含有重合体−6の分子量はMW=92,000であり、アリール基の含有量はH1−NMR及びGPC分析から8.4重量%であり、重量平均分子量1000以下の成分は0%であった。
ケイ素含有重合体−6を70部に、(E)成分である二酸化ケイ素の微粉末30部及び硬化反応触媒として、(D)成分である白金-カルボニルビニルメチル錯体0.005部を混合し、ケイ素含有硬化性組成物−Cを得た。
上記、合成工程1〜5によって得られたケイ素含有硬化性組成物−Cの、E型粘度計を用いて測定した25℃(室温)における粘度は、16Pa・Sであり、良好な流動性があるので、塗布したときは山状に盛り上がりハンドリング性に優れている。
本実施例の光結合ワイドギャップパワー半導体装置では、SiCホトダイオード52の光電流に基づいて、GaN−npnバイポーラトランジスタ51の電流を検出することができる。SiCホトダイオード52のアノード端子74とカソード端子77との間の電圧は比較的低いので、低電圧の測定手段(電圧計や電圧測定回路など)によって、数kVの高電圧が印加されているGaN−npnバイポーラトランジスタ51の動作状態を検出できる。
2 ドリフト領域
3 アノード領域
4 電界緩和ターミネーション領域
5 パッシベーション膜
6 アノード電極
7 カソード電極
8 リード線
9 アノード端子
10 支持体
11 カソード端子
12 絶縁ガラス
14 金属キャップ
15 窒素などの不活性ガス
16、42、81 被覆体
21 カソード領域
22 pベース領域
23 pドリフト層
24 nベース領域
25 アノード領域
27 パッシベーション膜
29 アノード電極
31 ゲート電極
32 カソード電極
51 GaNnpnバイポーラトランジスタ
52 SiCホトダイオード
53 コレクタ領域
54 ベース領域
55 エミッタ領域
57 パッシベーション膜
60 発光窓
80 受光部
Claims (10)
- 少なくとも1つの半導体素子を備え、前記半導体素子及び前記半導体素子を外部の機器に電気的に接続するための電気接続手段の少なくとも一部分を合成高分子化合物で被覆した半導体装置であって、
前記合成高分子化合物は、下記の(A)成分、(B)成分及び(C)成分の各ケイ素含有重合体、及び下記の(D)成分の触媒を含有するケイ素含有硬化性組成物を熱硬化させた硬化物であり、
前記(A)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり[前記R1及びR2はアルキレン基及び/またはアリーレン基を含んでもよい炭素数2〜20のアルケニル基であり、前記R3は炭素数1〜9のアルキレン基及び/またはアリーレン基であり、前記R4は水素またはメチル基である]、
前記(B)成分は、Si−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり、
前記(C)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、さらにSi−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり、
前記(D)成分は、白金系触媒である硬化反応触媒である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 少なくとも1つの半導体素子を備え、前記半導体素子及び前記半導体素子を外部の機器に電気的に接続するための電気接続手段の少なくとも一部分を合成高分子化合物で被覆した半導体装置であって、
前記合成高分子化合物は、下記の(A)成分及び(B)成分の各ケイ素含有重合体、及び下記の(D)成分の触媒を含有するケイ素含有硬化性組成物を熱硬化させた硬化物であり、
前記(A)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり[前記R1及びR2はアルキレン基及び/またはアリーレン基を含んでもよい炭素数2〜20のアルケニル基であり、前記R3は炭素数1〜9のアルキレン基及び/またはアリーレン基であり、前記R4は水素またはメチル基である]、
前記(B)成分は、Si−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり、
前記(D)成分は、白金系触媒である硬化反応触媒である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 少なくとも1つの半導体素子を備え、前記半導体素子及び前記半導体素子を外部の機器に電気的に接続するための電気接続手段の少なくとも一部分を合成高分子化合物で被覆した半導体装置であって、
前記合成高分子化合物は、下記の(A)成分及び(B)成分のいずれか一方のケイ素含有重合体、下記の(C)成分のケイ素含有重合体及び下記の(D)成分の触媒を含有するケイ素含有硬化性組成物を熱硬化させた硬化物であり、
前記(A)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり[前記R1及びR2はアルキレン基及び/またはアリーレン基を含んでもよい炭素数2〜20のアルケニル基であり、前記R3は炭素数1〜9のアルキレン基及び/またはアリーレン基であり、前記R4は水素またはメチル基である]、
前記(B)成分は、Si−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり、
前記(C)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、さらにSi−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり、
前記(D)成分は、白金系触媒である硬化反応触媒である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 少なくとも1つの半導体素子を備え、前記半導体素子及び前記半導体素子を外部の機器に電気的に接続するための電気接続手段の少なくとも一部分を合成高分子化合物で被覆した半導体装置であって、
前記合成高分子化合物は、下記の(C)成分のケイ素含有重合体及び下記の(D)成分の触媒を含有するケイ素含有硬化性組成物を熱硬化させた硬化物であり、
前記(C)成分は、Si−R1、Si−O−R2及びSi−R3−OCOC(R4)=CH2の群から選ばれる一種または二種以上の反応基(A')を有し、さらにSi−H基を有し、Si−O−Si結合による橋かけ構造を一箇所以上有する、重量平均分子量1000以下の成分が20重量%以下のケイ素含有重合体であり、[前記R1及びR2はアルキレン基及び/またはアリーレン基を含んでもよい炭素数2〜20のアルケニル基であり、前記R3は炭素数1〜9のアルキレン基及び/またはアリーレン基であり、前記R4は水素またはメチル基である]、
前記(D)成分は、白金系触媒である硬化反応触媒である、
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記合成高分子化合物の前記ケイ素含有硬化性組成物に、前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の内の含有されている成分のアリール基及びアリーレン基の合計含有量が0.1〜50重量%であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記合成高分子化合物の前記ケイ素含有硬化性組成物が含有する、前記(A)成分と(B)成分の、アリール基及びアリーレン基を合わせた含有量の比率〔(A)成分のアリール基及びアリーレン基の合計含有量:(B)成分のアリール基及びアリーレン基の合計含有量〕は、重量比で、0.5〜1.5 :0.5〜1.5であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
- 前記合成高分子化合物の前記ケイ素含有硬化性組成物は、更に(E)成分として金属酸化物の微粉末を含有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ケイ素含有硬化性組成物が含有する金属酸化物は、アルミニウム(Al)バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、鉄(Fe)、カリウム(K)、リチウム(Li)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ナトリウム(Na)、シリコン(Si)の群から選択した少なくとも1つの金属の酸化物の微粉末であることを特徴とする請求項7記載の半導体装置。
- 前記半導体素子が、ワイドギャップ半導体のSiC又はGaNを用いたSiC半導体素子又はGaN半導体素子であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子が、ワイドギャップ半導体受光素子及びワイドギャップ半導体発光素子の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の半導体装置。
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