JP2007329164A - Semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of prolonging a high load status of a semiconductor element. <P>SOLUTION: The semiconductor device A includes semiconductor chips 11 each having the semiconductor element formed thereon, heat radiating substrate 21, wiring boards 23, dummy rings 20 provided on the side of the semiconductor chip 11 on the wiring board 23, a sealing member 15 for sealing the semiconductor chips 11, the dummy rings 20 and the like, and a heat sink member 22. When the semiconductor element in each of the semiconductor chips 11 becomes a high load state and a junction temperature rises, heat generated in the semiconductor chip 11 is absorbed by the dummy ring 20 and the temperature of the dummy ring 20 rises. Thus, a time required when the temperature of the semiconductor chip 11 reaches the upper limit is prolonged. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、トランジスタ等の半導体素子が形成されたチップの温度が過上昇するのを抑制するための半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device for suppressing an excessive rise in the temperature of a chip on which a semiconductor element such as a transistor is formed.

図5は、従来のIGBTチップを搭載した半導体装置の構造を示す断面図である。同図に示すように、セラミック等により構成されている放熱基板101の主面側には、放熱基板101にはんだ層102により固定されたAl板104と、Al板104の主面にAlろうによって固定されたAlN板106と、AlN板106の主面にAlろうによって固定されたAl配線108と、Al配線108の上にはんだ109により固定された半導体チップ120とを備えている。また、放熱基板101の裏面側には、グリース112を挟んでフィン付きのヒートシンク113が取り付けられている。一般には、放熱基板101はCu−Moなどにより構成され、ヒートシンク113はAl合金により構成されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device on which a conventional IGBT chip is mounted. As shown in the figure, on the main surface side of the heat radiating substrate 101 made of ceramic or the like, an Al plate 104 fixed to the heat radiating substrate 101 with a solder layer 102 and an Al brazing on the main surface of the Al plate 104 A fixed AlN plate 106, an Al wiring 108 fixed to the main surface of the AlN plate 106 with Al solder, and a semiconductor chip 120 fixed on the Al wiring 108 with solder 109 are provided. Further, a heat sink 113 with fins is attached to the rear surface side of the heat dissipation substrate 101 with the grease 112 interposed therebetween. In general, the heat dissipation substrate 101 is made of Cu—Mo or the like, and the heat sink 113 is made of an Al alloy.

放熱基板101とヒートシンク113との間に介在するグリース112は、熱膨張係数αが約23(ppm/K)のAl合金からなるヒートシンク113、および熱膨張係数αが約9(ppm/K)のCu−Moからなる放熱基板101間の熱膨張係数差に起因する応力を緩和するためのものである。   The grease 112 interposed between the heat dissipation substrate 101 and the heat sink 113 includes a heat sink 113 made of an Al alloy having a thermal expansion coefficient α of about 23 (ppm / K), and a thermal expansion coefficient α of about 9 (ppm / K). This is to relieve stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the heat dissipation substrates 101 made of Cu-Mo.

上述のように、基板間にグリースを介在させたものとして、たとえば、特開2003−27080号公報には、フィン付きの放熱体と、発熱体である電子部品との間に、熱伝導性グリースを介在させた半導体装置が開示されている。   As described above, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-27080 discloses a thermally conductive grease between a finned heat dissipator and an electronic component that is a heat generator. A semiconductor device in which is interposed is disclosed.

特開2003−27080号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-27080

ところで、図5や上記公報に開示される構造では、チップが半導体素子の電流増大などによって発熱した場合に、チップ温度(ジャンクション温度)が瞬時に上限に達するのを回避しようとすると、以下のような不具合があった。一般に、ハイブリッド車などのインバータに用いられるパワーデバイスを搭載した半導体装置においては、チップ温度が上限温度以上となる状態が許容時間以上経過すると、ジャンクションの破壊を防止するために半導体素子に印加される電圧または電流がオフされる。とくに、グリースが介在している場合には、グリースにおける熱伝達率が悪いために、チップ温度の過上昇に達する時間が短くなる。   By the way, in the structure disclosed in FIG. 5 and the above publication, when the chip generates heat due to an increase in the current of the semiconductor element or the like, an attempt to avoid the chip temperature (junction temperature) from instantaneously reaching the upper limit is as follows. There was a problem. In general, in a semiconductor device equipped with a power device used for an inverter such as a hybrid vehicle, when a state where the chip temperature is equal to or higher than an upper limit temperature has passed for an allowable time or longer, it is applied to the semiconductor element to prevent the breakdown of the junction. The voltage or current is turned off. In particular, when grease is present, the heat transfer coefficient in the grease is poor, so that the time for reaching an excessive rise in the chip temperature is shortened.

このような不具合を回避するために、放熱基板の厚さを大きくして、熱容量を増大させることが考えられる。しかし、半導体装置が組み込まれるモジュールの大きさには制限があり、半導体装置全体の厚さをいたずらに大きくすることはできない。   In order to avoid such a problem, it is conceivable to increase the heat capacity by increasing the thickness of the heat dissipation substrate. However, the size of the module in which the semiconductor device is incorporated is limited, and the thickness of the entire semiconductor device cannot be increased unnecessarily.

本発明の目的は、半導体装置の厚さの増大を抑制しつつ、チップ温度の上昇を抑制しうる半導体装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing an increase in chip temperature while suppressing an increase in thickness of the semiconductor device.

本発明の半導体装置は、チップの支持部材上において、チップの側方に、チップの発熱を吸収するための熱吸収部材を配置したものである。   In the semiconductor device of the present invention, a heat absorbing member for absorbing heat generated by the chip is disposed on the side of the chip on the supporting member of the chip.

これにより、チップからの熱伝達が速やかに行われる位置に、支持部材および熱吸収部材を含む熱容量の大きい部材が存在する構造が得られる。したがって、チップ温度が上昇したときに、熱吸収部材の温度も即応して上昇する結果、チップ温度の上昇が抑制されて、チップ温度が許容温度の上限に達しないか、上限に達しても、それまでの時間が延長される。たとえば、半導体装置がハイブリッド車に搭載されたときには、ハイブリッド車のエンジンを加速しうる時間が長くなり、運転の快適感が増すことになる。   As a result, a structure in which a member having a large heat capacity including the support member and the heat absorbing member is present at a position where heat transfer from the chip is quickly performed is obtained. Therefore, when the chip temperature rises, the temperature of the heat absorbing member also rises promptly, and as a result, the rise of the chip temperature is suppressed, even if the chip temperature does not reach the upper limit of the allowable temperature, The time until then is extended. For example, when the semiconductor device is mounted on a hybrid vehicle, the time during which the engine of the hybrid vehicle can be accelerated is lengthened, and driving comfort is increased.

熱吸収部材の高さ位置がチップ以下であることにより、また、熱吸収部材の厚さがチップおよび接合部材の合計厚さ以下であることにより、半導体装置全体の厚さを増大することなく、チップ周辺の熱容量を増大することが可能になる。   Since the height position of the heat absorbing member is not more than the chip, and the thickness of the heat absorbing member is not more than the total thickness of the chip and the joining member, without increasing the thickness of the entire semiconductor device, It becomes possible to increase the heat capacity around the chip.

熱吸収部材とチップとの熱膨張係数差が(15ppm/K)以下であることにより、また、熱吸収部材と支持部材との熱膨張係数差が(15ppm/K)以下であることにより、熱膨張係数差に起因する熱応力をできるだけ小さくすることができる。もちろん、これらの数値は小さいほど、長時間の加速が可能となる点で、好ましい。特に、熱吸収部材の熱膨張係数が、チップの熱膨張係数と、支持部材との熱膨張係数との間の値であることが好ましい。   When the difference in thermal expansion coefficient between the heat absorbing member and the chip is (15 ppm / K) or less, and because the difference in thermal expansion coefficient between the heat absorbing member and the support member is (15 ppm / K) or less, The thermal stress resulting from the difference in expansion coefficient can be made as small as possible. Of course, it is preferable that these numerical values are smaller in that acceleration is possible for a long time. In particular, the thermal expansion coefficient of the heat absorbing member is preferably a value between the thermal expansion coefficient of the chip and the thermal expansion coefficient of the support member.

熱吸収部材は、チップを環状に取り囲んでいることにより、半導体装置の厚さを変えずに熱吸収部材の熱容量をできるだけ大きくすることができる。   Since the heat absorbing member surrounds the chip in an annular shape, the heat capacity of the heat absorbing member can be increased as much as possible without changing the thickness of the semiconductor device.

チップおよび熱吸収部材を支持部材の上面側で封止する封止部材をさらに備えていることにより、異物,水分,湿気などのチップへの侵入を確実に防ぐことができ、半導体装置の信頼性が向上する。   By further including a sealing member that seals the chip and the heat absorption member on the upper surface side of the support member, it is possible to reliably prevent entry of foreign matter, moisture, moisture, etc. into the chip, and reliability of the semiconductor device Will improve.

本発明の半導体装置により、半導体装置全体の厚さの増大を抑制しつつ、チップ温度の上昇を抑制することができる。   The semiconductor device of the present invention can suppress an increase in chip temperature while suppressing an increase in the thickness of the entire semiconductor device.

図1は、実施の形態における半導体装置Aの構造を示す縦断面図である。同図に示すように、本実施の形態の半導体装置Aは、主要部材として、スイッチングトランジスタなどの半導体素子が形成された,厚さがたとえば約0.2mm程度の半導体チップ11と、半導体チップ11で発生した熱を外方に放出するための放熱基板21と、半導体チップ11の裏面電極14にはんだ等によって接合され、放熱基板21の主面側に延びる配線板23と、半導体チップ11の主面電極16と配線板23とを接続するリボン部材17と、配線板23の上にはんだ等によって接合され、半導体チップ11を取り囲む矩形環状の熱吸収部材であるダミーリング20と、半導体チップ11,ダミーリング20,配線板23,リボン部材17等を放熱基板21の主面側で封止する封止部材15と、放熱基板21の裏面に固定されたフィン付きのヒートシンク部材22とを備えている。ここで、放熱基板21および配線板23により、半導体チップ11を支持する支持部材が構成されている。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a semiconductor device A in the embodiment. As shown in the figure, the semiconductor device A of the present embodiment includes a semiconductor chip 11 having a semiconductor element such as a switching transistor as a main member and having a thickness of, for example, about 0.2 mm, and the semiconductor chip 11. The heat dissipation substrate 21 for releasing the heat generated in the outside, the wiring board 23 joined to the back electrode 14 of the semiconductor chip 11 by solder or the like and extending to the main surface side of the heat dissipation substrate 21, and the main of the semiconductor chip 11 Ribbon member 17 that connects surface electrode 16 and wiring board 23, dummy ring 20 that is a rectangular annular heat absorbing member that is joined to wiring board 23 by solder or the like and surrounds semiconductor chip 11, semiconductor chip 11, A sealing member 15 that seals the dummy ring 20, the wiring board 23, the ribbon member 17, and the like on the main surface side of the heat radiating substrate 21, and a flange fixed to the back surface of the heat radiating substrate 21. It has with down of a heat sink member 22. Here, the heat dissipation substrate 21 and the wiring board 23 constitute a support member that supports the semiconductor chip 11.

配線板23は、厚さ約0.3mmのCu,Cu合金,Al,Al合金,Cu−Mo,Cu−Wなどによって構成されている。ダミーリング20は、厚さ約0.4mm程度のCu,Cu合金,Al,Al合金,Cu−Mo,Cu−Wなどによって構成されている。Cu−Moの熱膨張係数αは約6.5〜8(ppm/K)、熱伝導率は約200(W/m・K)、比熱は0.28〜0.35、比重は9.3〜10.01である。Cu−Wの熱膨張係数αは約6.5〜7(ppm/K)、熱伝導率は180〜200(W/m・K)、比熱は0.16〜0.18,比重は15.5〜17である。Cuの熱膨張係数αは約17(ppm/K)、熱伝導率は約400(W/m・K)、比熱は0.038,比重は8.96である。Alの熱膨張係数αは約23(ppm/K)、熱伝導率は約238(W/m・K)、比熱は0.27,比重は2.7である。Siの熱膨張係数αは約3〜4.5(ppm/K)で、熱伝導率は約150(W/m・K)である。SiCの熱膨張係数αは約3(ppm/K)、熱伝導率は約210(W/m・K)、比熱は0.73,比重は3.2である。   The wiring board 23 is made of Cu, Cu alloy, Al, Al alloy, Cu—Mo, Cu—W or the like having a thickness of about 0.3 mm. The dummy ring 20 is made of Cu, Cu alloy, Al, Al alloy, Cu—Mo, Cu—W or the like having a thickness of about 0.4 mm. The thermal expansion coefficient α of Cu—Mo is about 6.5 to 8 (ppm / K), the thermal conductivity is about 200 (W / m · K), the specific heat is 0.28 to 0.35, and the specific gravity is 9.3. ~ 10.01. The thermal expansion coefficient α of Cu—W is about 6.5 to 7 (ppm / K), the thermal conductivity is 180 to 200 (W / m · K), the specific heat is 0.16 to 0.18, and the specific gravity is 15. 5-17. The thermal expansion coefficient α of Cu is about 17 (ppm / K), the thermal conductivity is about 400 (W / m · K), the specific heat is 0.038, and the specific gravity is 8.96. The thermal expansion coefficient α of Al is about 23 (ppm / K), the thermal conductivity is about 238 (W / m · K), the specific heat is 0.27, and the specific gravity is 2.7. The thermal expansion coefficient α of Si is about 3 to 4.5 (ppm / K), and the thermal conductivity is about 150 (W / m · K). The thermal expansion coefficient α of SiC is about 3 (ppm / K), the thermal conductivity is about 210 (W / m · K), the specific heat is 0.73, and the specific gravity is 3.2.

放熱基板21は、厚さがたとえば約0.5mmのAlN,Al−SiC,Si−SiC等の無機絶縁性材料(本実施の形態では、セラミックス)によって構成されている。放熱基板21の裏面には、ほぼ全面に亘って裏面側メタライズ層24が形成されており、CuまたはCu合金からなるヒートシンク部材22は、ろう付け(銀ろう,銅ろうなど)によって裏面側メタライズ層24に接合されている。放熱基板21の主面には、配線板23との接続部のみに主面側メタライズ層26が形成されており、配線板23は、ろう付け(はんだなどの低温ろう)によって主面側メタライズ層26に接合されている。裏面側メタライズ層24および主面側メタライズ層26は、たとえばMo合金,W合金,Mo−Mn合金などの金属膜とAlN等とを水素雰囲気中で反応させることにより形成され、その後、表面にNiメッキが施されている。   The heat dissipation substrate 21 is made of an inorganic insulating material (in this embodiment, ceramics) such as AlN, Al—SiC, or Si—SiC having a thickness of about 0.5 mm, for example. A rear surface side metallized layer 24 is formed almost entirely on the rear surface of the heat dissipation substrate 21, and the heat sink member 22 made of Cu or Cu alloy is bonded to the rear surface side metallized layer by brazing (silver brazing, copper brazing, etc.). 24. A main surface side metallized layer 26 is formed on the main surface of the heat dissipation substrate 21 only at the connection portion with the wiring board 23, and the wiring board 23 is brazed (low temperature brazing such as solder). 26 is joined. The back surface side metallized layer 24 and the main surface side metallized layer 26 are formed by reacting, for example, a metal film such as Mo alloy, W alloy, Mo—Mn alloy and AlN in a hydrogen atmosphere. It is plated.

AlNの熱膨張係数αは約4.5(ppm/K)で、熱伝導率は約200(W/m・K)である。Al−SiCの熱膨張係数αは約8(ppm/K)で、熱伝導率は180〜200(W/m・K)である。Si−SiCの熱膨張係数αは約2.3〜3(ppm/K)で、熱伝導率は約200(W/m・K)である。したがって、これらの放熱用材料は、アルミナ等の汎用セラミックスの熱伝導率よりもはるかに大きく、アルミニウム(熱伝導率約240(W/m・K)に近い熱伝導率を有しながら、熱膨張係数αはアルミニウム(α≒23(ppm/K))よりもはるかに小さく半導体チップの熱膨張係数α(Siで約3(ppm/K)、SiCで約4(ppm/K))に近い。   The thermal expansion coefficient α of AlN is about 4.5 (ppm / K) and the thermal conductivity is about 200 (W / m · K). The thermal expansion coefficient α of Al—SiC is about 8 (ppm / K), and the thermal conductivity is 180 to 200 (W / m · K). The thermal expansion coefficient α of Si—SiC is about 2.3 to 3 (ppm / K), and the thermal conductivity is about 200 (W / m · K). Therefore, these heat-dissipating materials are much larger than the thermal conductivity of general-purpose ceramics such as alumina, and have a thermal conductivity close to that of aluminum (thermal conductivity of about 240 (W / m · K), while being thermally expanded. The coefficient α is much smaller than aluminum (α≈23 (ppm / K)) and is close to the thermal expansion coefficient α of the semiconductor chip (about 3 (ppm / K) for Si and about 4 (ppm / K) for SiC).

放熱基板21の裏面およびヒートシンク部材22は、紙面に垂直な方向に流れる冷却液(冷却媒体)にさらされており、ヒートシンク部材22により、冷却液との熱交換効率を高めるように構成されている。冷却液に代えて、ヘリウム,アルゴン,窒素,空気などの気体であってもよい。   The back surface of the heat dissipation substrate 21 and the heat sink member 22 are exposed to a coolant (cooling medium) that flows in a direction perpendicular to the paper surface, and the heat sink member 22 is configured to increase the efficiency of heat exchange with the coolant. . Instead of the coolant, a gas such as helium, argon, nitrogen, or air may be used.

封止部材15は、エポキシ樹脂,ウレタン樹脂,シリコーン樹脂などからなり、ポッティングによって形成されたものである。なお、一般的には、半導体装置Aをモジュールに組み込んで、必要な配線が終了した後には、上方はゼラチン質の保護膜で満たされるので、封止部材は必ずしも必要ではないが、組み立て工程における信頼性や、使用時には環境が多彩に変化することを考慮すると、封止部材15を設けることが好ましい。   The sealing member 15 is made of epoxy resin, urethane resin, silicone resin, or the like, and is formed by potting. In general, after the semiconductor device A is incorporated in a module and necessary wiring is completed, the upper portion is filled with a gelatinous protective film, so that a sealing member is not always necessary. In consideration of reliability and various changes in environment during use, it is preferable to provide the sealing member 15.

本実施の形態の半導体装置Aにおいては、支持部材である,放熱基板21および配線板23上において半導体チップ11に近接してダミーリング20が設けられているので、以下の作用が得られる。すなわち、半導体チップ11の温度が上昇したときに、放熱基板21を経てヒートシンク部材22に熱が放出される前に、放熱基板21および配線板23だけでなく、ダミーリング20の温度も速やかに上昇するので、半導体チップ11の温度が許容温度の上限を超えることが回避されるか、超えるまでの時間が延長される。   In the semiconductor device A of the present embodiment, since the dummy ring 20 is provided in the vicinity of the semiconductor chip 11 on the heat dissipation substrate 21 and the wiring board 23 which are supporting members, the following effects are obtained. That is, when the temperature of the semiconductor chip 11 rises, the temperature of not only the heat dissipation board 21 and the wiring board 23 but also the dummy ring 20 rises quickly before heat is released to the heat sink member 22 through the heat dissipation board 21. Therefore, it is avoided that the temperature of the semiconductor chip 11 exceeds the upper limit of the allowable temperature, or the time until it is exceeded is extended.

以下、ダミーリング20がCuによって構成されている場合を例に採って、具体的な効果を計算する。Cuの比熱は0.38(kJ/kg・K)で、比重は8.96である。ダミーリング20が、外辺長20×20mm,内辺長12×12mm,厚さ0.4mmの正方形環状のものであるとする。このとき。ダミーリング20の熱容量は、(20×20−12×12)×0.4×8.96×0.38=0.35(J/K)となる。半導体素子の許容温度の上限は、一般的には150°Cである。半導体素子のジャンクションに流れる電流が増大して、チップ温度(ジャンクション温度)が50°Cから150°Cに達したとすると、150−50=100(K)であるから、ダミーリングは、100Wの発熱を0.35秒間吸収することになる。通常は、チップ温度が150°Cに達しても、2秒間程度の許容時間が認められているので、約18%程度の延長効果が得られる。たとえば、半導体装置Aがハイブリッド車に搭載されたときには、ハイブリッド車のエンジンを加速しうる時間が長くなり、運転の快適感が増すことになる。   Hereinafter, taking the case where the dummy ring 20 is made of Cu as an example, specific effects are calculated. The specific heat of Cu is 0.38 (kJ / kg · K), and the specific gravity is 8.96. It is assumed that the dummy ring 20 is a square ring having an outer side length of 20 × 20 mm, an inner side length of 12 × 12 mm, and a thickness of 0.4 mm. At this time. The heat capacity of the dummy ring 20 is (20 × 20−12 × 12) × 0.4 × 8.96 × 0.38 = 0.35 (J / K). The upper limit of the allowable temperature of the semiconductor element is generally 150 ° C. Assuming that the current flowing through the junction of the semiconductor element increases and the chip temperature (junction temperature) reaches 50 ° C. to 150 ° C., 150−50 = 100 (K), so the dummy ring is 100 W The exotherm will be absorbed for 0.35 seconds. Usually, even when the chip temperature reaches 150 ° C., an allowable time of about 2 seconds is recognized, so that an extension effect of about 18% can be obtained. For example, when the semiconductor device A is mounted on a hybrid vehicle, the time during which the engine of the hybrid vehicle can be accelerated becomes longer, and the driving comfort is increased.

しかも、この延長された時間の間に、放熱基板21を経てヒートシンク部材22から放出される熱が増大するので、実際には18%以上の延長効果が得られることになる。また、チップ温度が許容時間を超えて許容温度の上限を超える温度に達しないように、放熱基板21,ヒートシンク部材22などの形状や材料を調整することも容易となる。   Moreover, since the heat released from the heat sink member 22 through the heat dissipation substrate 21 increases during this extended time, an extension effect of 18% or more is actually obtained. It is also easy to adjust the shapes and materials of the heat dissipation substrate 21 and the heat sink member 22 so that the chip temperature does not exceed the allowable time and reach the temperature exceeding the upper limit of the allowable temperature.

本実施形態においては、ダミーリング20(熱吸収部材)は、閉環状に半導体チップ11の周囲を取り囲んでいるが、本発明の熱吸収部材は、必ずしも半導体チップ11の周囲を環状に取り囲んでいなくてもよい。すなわち、半導体チップ11の側方に配置されていても、支持部材である配線板23からの熱伝達を迅速に受けるので、熱吸収機能を発揮することができる。ただし、熱吸収部材は、半導体チップ11に近接していて、半導体チップ11の側面からの熱伝達を直接受けることが好ましい。また、熱吸収部材は、環状であっても閉環状でなく、開環状であってもよい。   In the present embodiment, the dummy ring 20 (heat absorbing member) surrounds the periphery of the semiconductor chip 11 in a closed ring shape, but the heat absorbing member of the present invention does not necessarily surround the periphery of the semiconductor chip 11 in an annular shape. It does not have to be. That is, even if it is disposed on the side of the semiconductor chip 11, heat transfer from the wiring board 23, which is a support member, is rapidly received, so that the heat absorption function can be exhibited. However, it is preferable that the heat absorption member is close to the semiconductor chip 11 and directly receives heat transfer from the side surface of the semiconductor chip 11. Further, the heat absorption member may be annular or not closed but may be open.

本実施の形態においては、ダミーリング20の先端面の高さ位置は、主面電極16および裏面電極14を含む半導体チップ11の先端面(つまり、主面電極16の先端面)の高さ位置以下である。また、ダミーリング20の厚さ(本実施の形態では、0.4mm)は、主面電極16および裏面電極14を含む半導体チップ11の厚さと、接合部材であるろう付け層の厚さとの合計厚さ(本実施の形態では、0.5mm程度)以下である。このような設定によって、ダミーリング20のために半導体装置全体の厚さを薄く維持したままで、熱容量の増大を図ることができる。ただし、ダミーリング20の先端面の高さが半導体チップ11の先端面よりも上方に位置していても、半導体装置Aの寸法がほとんど変わらないか、変化しても大きな不利益を及ぼさない限りは、かまわないものとする。同様に、ダミーリング20の一部が、半導体チップ11の直上に位置していてもかまわないものとする。   In the present embodiment, the height position of the front end surface of the dummy ring 20 is the height position of the front end surface of the semiconductor chip 11 including the main surface electrode 16 and the back surface electrode 14 (that is, the front end surface of the main surface electrode 16). It is as follows. Further, the thickness of the dummy ring 20 (0.4 mm in the present embodiment) is the sum of the thickness of the semiconductor chip 11 including the main surface electrode 16 and the back surface electrode 14 and the thickness of the brazing layer that is a bonding member. It is less than the thickness (in this embodiment, about 0.5 mm). With this setting, the heat capacity can be increased while the thickness of the entire semiconductor device is kept thin due to the dummy ring 20. However, even if the height of the front end surface of the dummy ring 20 is located above the front end surface of the semiconductor chip 11, the dimensions of the semiconductor device A hardly change or change does not cause a large disadvantage. Shall not be a problem. Similarly, a part of the dummy ring 20 may be located immediately above the semiconductor chip 11.

また、ダミーリング(熱吸収部材)20をCu−Mo(熱膨張係数6.5〜8(ppm/K),比熱)またはCu−W(熱膨張係数7.5〜8(ppm/K))によって構成した場合には、SiC(熱膨張係数3(ppm/K))からなる半導体チップ11との熱膨張係数差は、3.5〜5(ppm/K)である。このように、ダミーリング20の熱膨張係数と半導体チップ11の熱膨張係数との差を15(ppm/K)以下にすることにより、両者と支持部材である放熱基板21および配線板23との間で発生する熱応力が比較的均一化されるので、放熱基板21全体のゆがみなどの変形を小さくすることができる。   Further, the dummy ring (heat absorbing member) 20 is made of Cu-Mo (thermal expansion coefficient 6.5 to 8 (ppm / K), specific heat) or Cu-W (thermal expansion coefficient 7.5 to 8 (ppm / K)). In this case, the difference in thermal expansion coefficient from the semiconductor chip 11 made of SiC (thermal expansion coefficient 3 (ppm / K)) is 3.5 to 5 (ppm / K). In this way, by setting the difference between the thermal expansion coefficient of the dummy ring 20 and the thermal expansion coefficient of the semiconductor chip 11 to 15 (ppm / K) or less, the heat dissipation board 21 and the wiring board 23 that are the support members are both formed. Since the thermal stress generated between them is relatively uniform, deformation such as distortion of the entire heat dissipation substrate 21 can be reduced.

また、ダミーリング20および配線板21をCu−MoまたはCu−Wによって構成し、放熱基板21をAlN(熱膨張係数4.5(ppm/K))によって構成した場合には、ダミーリング20と支持部材との熱膨張係数差は、最大3.5(ppm/K)である。このように、ダミーリング20と支持部材との熱膨張係数差を15(ppm/K)以下にすることにより、ダミーリング20と支持部材である放熱基板21および配線板23b(23c)との間で発生する熱応力との間で発生する熱応力をできるだけ小さくすることができる。   When the dummy ring 20 and the wiring board 21 are made of Cu-Mo or Cu-W and the heat dissipation board 21 is made of AlN (thermal expansion coefficient 4.5 (ppm / K)), The difference in coefficient of thermal expansion from the support member is a maximum of 3.5 (ppm / K). In this way, by setting the difference in thermal expansion coefficient between the dummy ring 20 and the support member to 15 (ppm / K) or less, the dummy ring 20 and the heat dissipation substrate 21 and the wiring board 23b (23c) as the support members are disposed. It is possible to minimize the thermal stress generated between the thermal stress generated in the above.

また、ダミーリング20をCu−W(熱膨張係数6.5〜7(ppm/K))によって構成し、配線板21a,21b,21cをCu(熱膨張係数17(ppm/K)によって構成し、放熱基板21をAl−SiC(熱膨張係数約8(ppm/K))によって構成し、半導体チップ11をSiC(熱膨張係数3(ppm/K))によって構成した場合には、ダミーリング20の熱膨張係数は、半導体チップ11の熱膨張係数と、支持部材である放熱基板21および配線板21の平均的な熱膨張係数との中間の値である。このように、ダミーリング20の熱膨張係数を、半導体チップの熱膨張係数と、支持部材の熱膨張係数との中間の値にすることにより、半導体チップの周囲における熱応力を小さくすることができるので、反りなどの変形を抑制することができる。   The dummy ring 20 is made of Cu-W (thermal expansion coefficient 6.5-7 (ppm / K)), and the wiring boards 21a, 21b, 21c are made of Cu (thermal expansion coefficient 17 (ppm / K)). When the heat dissipation substrate 21 is made of Al-SiC (thermal expansion coefficient of about 8 (ppm / K)) and the semiconductor chip 11 is made of SiC (thermal expansion coefficient 3 (ppm / K)), the dummy ring 20 Is an intermediate value between the thermal expansion coefficient of the semiconductor chip 11 and the average thermal expansion coefficient of the heat dissipation board 21 and the wiring board 21 as the support members. By making the expansion coefficient an intermediate value between the thermal expansion coefficient of the semiconductor chip and the thermal expansion coefficient of the support member, the thermal stress around the semiconductor chip can be reduced, so deformation such as warpage can be prevented. It is possible to win.

ここで、配線板23の材料としては、熱容量に寄与する比熱×比重が大きいことよりも、熱膨張係数が半導体チップ11a(11b)に近く、比抵抗が小さいことが求められる。その点では、CuまたはCu合金が好ましい。一方、Cu−Moや、Cu−Wという複合材料では、Cu,Mo,Wの比率によって、比抵抗,比熱,比重がCuに近いか、MoまたはWに近いかが定まる。したがって、配線板23の材料として、Cu−MoやCu−Wを用いる場合には、熱膨張係数ができるだけ半導体チップ11に近いこと(熱膨張係数差が15(ppm/K)以下)を前提として、比抵抗が小さいもの(Cuの組成比が高いもの)を用いることが好ましい。   Here, the material of the wiring board 23 is required to have a thermal expansion coefficient close to that of the semiconductor chip 11a (11b) and a low specific resistance, rather than having a large specific heat × specific gravity contributing to the heat capacity. In that respect, Cu or Cu alloy is preferable. On the other hand, in a composite material such as Cu—Mo or Cu—W, whether the specific resistance, specific heat, and specific gravity are close to Cu or close to Mo or W is determined by the ratio of Cu, Mo, and W. Therefore, when Cu—Mo or Cu—W is used as the material of the wiring board 23, it is assumed that the thermal expansion coefficient is as close to the semiconductor chip 11 as possible (the difference in thermal expansion coefficient is 15 (ppm / K) or less). It is preferable to use one having a small specific resistance (one having a high Cu composition ratio).

一方、ダミーリング20の材料としては、比抵抗が大きくても差し支えはなく、熱容量が大きいこと、熱膨張係数が半導体チップや支持部材に近いことが重要である。したがって、ダミーリング20の材料として、Cu−MoやCu−Wを用いる場合には、熱膨張係数ができるだけ半導体チップ11に近いこと(熱膨張係数差が15(ppm/K)以下)を前提として、熱容量が大きいもの(Cuの組成比が低いもの)を用いることが好ましい。   On the other hand, the material of the dummy ring 20 is not limited even if the specific resistance is large, and it is important that the heat capacity is large and that the thermal expansion coefficient is close to that of the semiconductor chip or the support member. Therefore, when Cu-Mo or Cu-W is used as the material of the dummy ring 20, it is assumed that the thermal expansion coefficient is as close to the semiconductor chip 11 as possible (the difference in thermal expansion coefficient is 15 (ppm / K) or less). It is preferable to use a material having a large heat capacity (a material having a low Cu composition ratio).

次に、半導体チップ11の構造について説明する。図2は、本実施の形態における半導体チップ11の縦断面図である。同図に示すように、半導体チップ11は、抵抗率が0.02Ωcm、厚みが400μmで、[ 1 1-2 0 ]方向に約8°オフさせた( 0 0 0 1 )面を主面とするn型の4H−SiC基板30と、in-situドープを伴うCVDエピタキシャル成長法により、4H−SiC基板30の上に成長された,厚みが約10μmのn型エピタキシャル成長層31と備えている。   Next, the structure of the semiconductor chip 11 will be described. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the semiconductor chip 11 in the present embodiment. As shown in the figure, the semiconductor chip 11 has a resistivity of 0.02 Ωcm, a thickness of 400 μm, and a (0 0 0 1) plane that is turned off about 8 ° in the [1 1-2 0] direction as a main surface. And an n-type epitaxial growth layer 31 having a thickness of about 10 μm grown on the 4H-SiC substrate 30 by CVD epitaxial growth with in-situ doping.

そして、半導体チップ11内の縦型MOSFET1は、エピタキシャル成長層31の表面部の一部に形成されたpウェル領域32と、pウェル領域32の表面部の各一部に形成されたn型ソース領域33およびpコンタクト領域35と、エピタキシャル成長層31の上に形成されたシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜38と、4H−SiC基板30の裏面上に形成された、Ni膜(又はNi合金膜)からなる裏面電極40と、ゲート絶縁膜38のうちソース領域33及びpコンタクト領域35の上方に位置する部分を開口した領域の上に形成されたNi膜(又はNi合金膜)からなるソース電極41と、ゲート絶縁膜40の上にソース電極41とは離間した位置に形成されたAl膜(又はAl合金膜)からなるゲート電極42とを備えている。 The vertical MOSFET 1 in the semiconductor chip 11 includes a p-well region 32 formed in a part of the surface portion of the epitaxial growth layer 31 and an n-type source region formed in each part of the surface portion of the p-well region 32. 33 and p + contact region 35, gate insulating film 38 made of a silicon oxide film formed on epitaxial growth layer 31, and Ni film (or Ni alloy film) formed on the back surface of 4H-SiC substrate 30 And a source electrode made of a Ni film (or a Ni alloy film) formed on a region of the gate insulating film 38 that is open above the source region 33 and the p + contact region 35. 41 and a gate electrode 42 made of an Al film (or an Al alloy film) formed on the gate insulating film 40 at a position separated from the source electrode 41. To have.

図2には表示されていないが、多数のトランジスタセルが集合して1つの縦型MOSFETが構成されている。この縦型MOSFETの各トランジスタセルにおいて、オン時には、裏面電極40から供給される電子が、4H−SiC基板30からエピタキシャル成長層31の最上部まで縦方向に流れた後、pウェル領域32の最上部のチャネル領域を経て、ソース領域33に達することになる。   Although not shown in FIG. 2, a number of transistor cells are gathered to form one vertical MOSFET. In each transistor cell of the vertical MOSFET, when supplied, electrons supplied from the back electrode 40 flow in the vertical direction from the 4H-SiC substrate 30 to the uppermost portion of the epitaxial growth layer 31, and then the uppermost portion of the p-well region 32. The source region 33 is reached through the channel region.

一方、半導体チップ11内のショットキーダイオード2は、エピタキシャル成長層31の表面部の一部に形成されたpガードリング領域45と、pガードリング領域45を含むエピタキシャル成長層31の上に形成されたシリコン酸化膜43と、シリコン酸化膜43のうちpガードリング領域45に跨る部分の上方に位置する部分を開口した領域の上に形成されたNi膜(又はNi合金膜)からなるショットキー電極46と、縦型MOSFET1と共通の裏面電極40とを備えている。   On the other hand, the Schottky diode 2 in the semiconductor chip 11 includes a p guard ring region 45 formed in a part of the surface portion of the epitaxial growth layer 31 and a silicon formed on the epitaxial growth layer 31 including the p guard ring region 45. An oxide film 43, and a Schottky electrode 46 made of a Ni film (or a Ni alloy film) formed on a region in which a portion of the silicon oxide film 43 located above the portion extending over the p guard ring region 45 is opened. The vertical MOSFET 1 and the common back electrode 40 are provided.

ここで、縦型MOSFET1のソース電極41と、ショットキーダイオード2のショットキー電極46とは、保護用絶縁膜まで延びて共通のパッドである上面電極となっている。また、縦型MOSFET1のゲート電極は、図2とは異なる断面において保護用絶縁膜上まで延びてゲートパッドとなっている。   Here, the source electrode 41 of the vertical MOSFET 1 and the Schottky electrode 46 of the Schottky diode 2 extend to the protective insulating film and form a top surface electrode which is a common pad. Further, the gate electrode of the vertical MOSFET 1 extends to the protective insulating film in a cross section different from that of FIG.

図3(a),(b)は、順に、半導体モジュール50の一例を示す平面図、およびその一部を拡大した平面図である。なお、同図において、配線構造の図示は省略されている。図3(a)に示すように、半導体装置モジュールは、銅又は銅合金製の枠体50内に各種半導体チップ51を配置して構成される。モジュールとして三相インバータを想定した場合、半導体チップ51は、U相,V相,W相のそれぞれに対応する3つの領域52a,52b,52cに分かれて配置されている。そして、各領域52a,52b,52cには、それぞれハイサイド、ローサイドの2組の半導体チップ51が配置されていて、図3(b)に示すように、各半導体チップには、縦型MOSFET,及びショットキーダイオードが設けられている。枠体50の下方には、冷却水が流れる冷却管が設けられている。   FIGS. 3A and 3B are a plan view illustrating an example of the semiconductor module 50 and a plan view in which a part thereof is enlarged, in order. In the figure, the wiring structure is not shown. As shown in FIG. 3A, the semiconductor device module is configured by arranging various semiconductor chips 51 in a frame 50 made of copper or copper alloy. When a three-phase inverter is assumed as a module, the semiconductor chip 51 is divided into three regions 52a, 52b, and 52c corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase, respectively. In each region 52a, 52b, 52c, two sets of high-side and low-side semiconductor chips 51 are arranged. As shown in FIG. 3B, each semiconductor chip includes a vertical MOSFET, And a Schottky diode are provided. A cooling pipe through which cooling water flows is provided below the frame body 50.

(他の実施の形態)
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
(Other embodiments)
The structure of the embodiment of the present invention disclosed above is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to the scope of these descriptions. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.

図4は、実施の形態の変形例を示す部分断面図である。同図に示すように、この変形例においては、ダミーリング20は半導体チップ11に直接接触しており、半導体チップ11から直接熱伝達を受ける構造となっている。ダミーリング20は、絶縁体であるセラミックス(たとえば、アルミナ,SiC焼結体など)によって構成されており、実施の形態とは異なり、閉環状ではなく、一部に切り込みが入った開環状である。また、ダミーリング20は、必ずしも配線板23と接合や接着によって接続されている必要はなく、単に配線板23の上に設置されているだけでもよい。また、ダミーリング20と半導体チップ11とは、一部でろう付けなどによって接合されていてもよく、あるいは接着剤により接着されていてもよい。   FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a modification of the embodiment. As shown in the figure, in this modification, the dummy ring 20 is in direct contact with the semiconductor chip 11 and has a structure for receiving heat directly from the semiconductor chip 11. The dummy ring 20 is made of ceramics (for example, alumina, SiC sintered body, etc.) that is an insulator. Unlike the embodiment, the dummy ring 20 is not a closed ring but an open ring with a cut in part. . Further, the dummy ring 20 does not necessarily have to be connected to the wiring board 23 by bonding or adhesion, and may simply be installed on the wiring board 23. In addition, the dummy ring 20 and the semiconductor chip 11 may be partially bonded by brazing or the like, or may be bonded by an adhesive.

本変形例により、半導体チップ11との熱膨張係数差に起因する熱応力を抑制しつつ、相互間の接触状態を保つことが可能になるので、ダミーリング20によって、より迅速に半導体チップ11の発熱を吸収することが可能になる。すなわち、半導体チップ11がSi基板またはSiC基板を用いていて、ダミーリングがSiCであれば、ほとんど熱膨張係数差がないので、ダミーリング20が配線板23に接合されていなければ、熱応力も無視しうるほど小さくなる。一方、ダミーリング20(たとえばアルミナ)の熱膨張係数が半導体チップ11の熱膨張係数よりも大きい場合でも、組立状態で強嵌合しておけば高温状態においても両者の接触状態を保つことができる。なお、ダミーリング20と半導体チップ11とは、両者のすべての側面で接触している必要はない。相対向する2辺だけ、あるいは、各辺のコーナー部を除く部分だけが互いに接触している構造であっても、必要な熱伝達は得られるからである。一方、ダミーリング20はSiC焼結体によって構成されているので、単結晶SiC基板の寸法を拡大した場合のようなコストの大幅な上昇を招くことはない。   According to the present modification, it is possible to maintain the contact state between the semiconductor chips 11 while suppressing the thermal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient with the semiconductor chip 11. It becomes possible to absorb heat generation. That is, if the semiconductor chip 11 uses a Si substrate or a SiC substrate and the dummy ring is SiC, there is almost no difference in thermal expansion coefficient. Therefore, if the dummy ring 20 is not joined to the wiring board 23, the thermal stress is also reduced. Small enough to be ignored. On the other hand, even when the thermal expansion coefficient of the dummy ring 20 (for example, alumina) is larger than the thermal expansion coefficient of the semiconductor chip 11, the contact state between the two can be maintained even in a high temperature state by being strongly fitted in the assembled state. . The dummy ring 20 and the semiconductor chip 11 do not need to be in contact with each other on both sides. This is because the necessary heat transfer can be obtained even with a structure in which only two opposite sides or only the portions other than the corners of each side are in contact with each other. On the other hand, since dummy ring 20 is composed of a SiC sintered body, it does not cause a significant increase in cost as in the case of increasing the size of the single crystal SiC substrate.

本発明の半導体装置は、ワイドバンドギャップ半導体(SiC,GaN,Diamondなど)を用いたパワーデバイスを有するものに適用することにより、高負荷状態では発熱量が急激に増大するような半導体装置においても、熱応力をできるだけ小さくして接続部の信頼性を維持しつつ、高い放熱機能により、パワーデバイスの過剰な温度上昇を防止することができ、著効を奏することができる。   The semiconductor device of the present invention can be applied to a semiconductor device having a power device using a wide bandgap semiconductor (SiC, GaN, Diamond, etc.), so that the amount of heat generated suddenly increases in a high load state. In addition, while maintaining the reliability of the connection part by reducing the thermal stress as much as possible, an excessive temperature rise of the power device can be prevented by a high heat dissipation function, and a remarkable effect can be obtained.

上記実施の形態では、半導体チップ11に、縦型MOSFET1とショットキーダイオード2とが形成されているが、縦型MOSFETとショットキーダイオードが個別の半導体チップに形成されていてもよい。なお、半導体チップ11には、縦型MOSFET1に代えて、ゲート絶縁膜がシリコン酸化膜でなく窒化膜や酸窒化膜である縦型MISFETを設けてもよい。また、ショットキーダイオードに代えて、PNダイオードやPiNダイオードを設けてもよい。   In the above embodiment, the vertical MOSFET 1 and the Schottky diode 2 are formed on the semiconductor chip 11, but the vertical MOSFET and the Schottky diode may be formed on separate semiconductor chips. The semiconductor chip 11 may be provided with a vertical MISFET whose gate insulating film is not a silicon oxide film but a nitride film or an oxynitride film instead of the vertical MOSFET 1. Further, a PN diode or a PiN diode may be provided in place of the Schottky diode.

上記実施の形態では、半導体チップ11に、縦型MOSFETが形成されているが、本発明の半導体チップは、横型MOSFETなどの半導体素子が形成されているものであってもよい。その場合には、裏面電極40に代えて、半導体チップの主面側にドレイン電極が形成されることになるので、配線板は、バックバイアスを確保するものでよく、その場合には、放熱基板21とほぼ全面に亘って接触していてもよい。また、配線板は、単にチップを支持するだけの機能しかないダイパッドであってもよく、その場合には、チップの下方のみに設けられていてもよい。   In the above embodiment, the vertical MOSFET is formed on the semiconductor chip 11, but the semiconductor chip of the present invention may be one in which a semiconductor element such as a lateral MOSFET is formed. In that case, since the drain electrode is formed on the main surface side of the semiconductor chip instead of the back surface electrode 40, the wiring board may ensure a back bias. 21 may be in contact with substantially the entire surface. Further, the wiring board may be a die pad having only a function of simply supporting the chip. In that case, the wiring board may be provided only below the chip.

また、本発明の半導体装置は、MOSFETやショットキーダイオードが形成された半導体チップを搭載したものに限定されるものではなく,IGBT,JFET等を搭載した半導体装置であってもよい。その場合にも、半導体チップ11,配線板23,放熱基板21およびダミーリング20が存在していれば、放熱基板21の下方に設けられるヒートシンク部材22などの構造を問わず、半導体チップ内の半導体素子の高負荷状態をできるだけ長時間保つことができる。   Further, the semiconductor device of the present invention is not limited to the one having a semiconductor chip on which a MOSFET or a Schottky diode is formed, and may be a semiconductor device having an IGBT, JFET or the like. Even in this case, if the semiconductor chip 11, the wiring board 23, the heat dissipation substrate 21, and the dummy ring 20 exist, the semiconductor in the semiconductor chip can be used regardless of the structure of the heat sink member 22 provided below the heat dissipation substrate 21. The high load state of the element can be maintained for as long as possible.

本発明の半導体装置は、MOSFET,IGBT,ダイオード,JFET等を搭載した各種機器に利用することができ、特に半導体モジュールの要素として利用することができる。   The semiconductor device of the present invention can be used for various devices equipped with MOSFETs, IGBTs, diodes, JFETs, etc., and in particular, can be used as an element of a semiconductor module.

実施の形態における半導体装置の構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the semiconductor device in embodiment. 実施の形態における半導体チップの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the semiconductor chip in embodiment. 実施の形態における半導体モジュールの上面図である。It is a top view of the semiconductor module in an embodiment. 実施の形態の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of embodiment. 従来のIGBTチップを搭載した半導体装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the semiconductor device which mounts the conventional IGBT chip | tip.

符号の説明Explanation of symbols

A 半導体装置
1 縦型MOSFET
2 ショットキーダイオード
11 半導体チップ
13 電気配線
14 裏面電極
15 封止部材
16 上面電極
17 リボン部材
18 ゲートパッド
19 ボンディングワイヤ
20 ダミーリング(熱吸収部材)
21 放熱基板
22 ヒートシンク部材
22a 基端部
22b 基端部
23 配線板
24 裏面側メタライズ層
26 主面側メタライズ層
30 4H−SiC基板
31 n型エピタキシャル成長層
32 pウェル領域
33 n型ソース領域
35 pコンタクト領域
38 ゲート絶縁膜
40 裏面電極
41 ソース電極
42 ゲート電極
43 シリコン酸化膜
45 p型ガードリング領域
46 ショットキー電極
50 半導体モジュール
51 半導体チップ
52a〜52c 領域
A Semiconductor device 1 Vertical MOSFET
2 Schottky diode 11 Semiconductor chip 13 Electrical wiring 14 Back surface electrode 15 Sealing member 16 Top surface electrode 17 Ribbon member 18 Gate pad 19 Bonding wire 20 Dummy ring (heat absorption member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Heat sink 22 Heat sink member 22a Base end part 22b Base end part 23 Wiring board 24 Back surface side metallization layer 26 Main surface side metallization layer 30 4H-SiC substrate 31 n-type epitaxial growth layer 32 p well region 33 n type source region 35 p + Contact region 38 Gate insulating film 40 Back electrode 41 Source electrode 42 Gate electrode 43 Silicon oxide film 45 p-type guard ring region 46 Schottky electrode 50 Semiconductor module 51 Semiconductor chips 52a to 52c region

Claims (8)

半導体素子が形成されたチップと、
主面側で前記チップを支持する支持部材と、
前記支持部材の主面上における前記チップの側方に配置され、前記チップの発熱を吸収するための熱吸収部材と
を備えている,半導体装置。
A chip on which a semiconductor element is formed;
A support member for supporting the chip on the main surface side;
A semiconductor device, comprising: a heat absorption member disposed on a side of the chip on the main surface of the support member and configured to absorb heat generated by the chip.
請求項1記載の半導体装置において、
前記熱吸収部材の先端面の高さ位置は、前記チップの先端面以下である、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The height position of the front end surface of the heat absorption member is a semiconductor device which is below the front end surface of the chip.
請求項1または2記載の半導体装置において、
前記チップと前記支持部材とを接合する接合部材をさらに備え、
前記熱吸収部材の厚さは、前記チップおよび前記接合部材の合計厚さ以下である、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 or 2,
A bonding member for bonding the chip and the support member;
The thickness of the said heat absorption member is a semiconductor device which is below the total thickness of the said chip | tip and the said joining member.
請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置において、
前記熱吸収部材と前記チップとの熱膨張係数差は、(15ppm/K)以下である,半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A difference in thermal expansion coefficient between the heat absorbing member and the chip is (15 ppm / K) or less.
請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置において、
前記熱吸収部材と前記支持部材との熱膨張係数差は、(15ppm/K)以下である,半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The difference in thermal expansion coefficient between the heat absorbing member and the support member is (15 ppm / K) or less.
請求項1〜5のいずれかに記載の半導体装置において、
前記熱吸収部材の熱膨張係数は、前記チップの熱膨張係数と、前記支持部材との熱膨張係数との間の値である,半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein a thermal expansion coefficient of the heat absorbing member is a value between a thermal expansion coefficient of the chip and a thermal expansion coefficient of the support member.
請求項1〜6のいずれかに記載の半導体装置において、
前記熱吸収部材は、前記チップを環状に取り囲んでいる,半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the heat absorbing member surrounds the chip in an annular shape.
請求項1〜7のいずれかに記載の半導体装置において、
前記チップおよび熱吸収部材を上記支持部材の上面側で封止する封止部材をさらに備えている、半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device further provided with the sealing member which seals the said chip | tip and a heat absorption member on the upper surface side of the said supporting member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2138695A2 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Cylinder block, internal combustion engine, transportation apparatus, and method for producing cylinder block
WO2022163658A1 (en) * 2021-01-27 2022-08-04 京セラ株式会社 Heater element positioning substrate, heating module, and heating device

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