JP2023168060A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボンディングワイヤに作用する応力を低減できる半導体装置を提供すること。【解決手段】半導体装置は、半導体基板４１の一面上に主電極およびパッド４４が配置された半導体素子４０と、パッド４４に接続されたボンディングワイヤと、封止樹脂体を備える。半導体基板４１は、アクティブ領域４５および外周領域４６を有する。外周領域４６は、高温領域４６１と、素子駆動時において高温領域４６１よりも温度が低い低温領域４６２を有する。パッド４４は、低温領域４６２上に配置されている。【選択図】図５

Description

この明細書における開示は、半導体装置およびその製造方法に関する。

特許文献１は、半導体素子を備えた半導体装置を開示している。半導体素子は、一面に第１主電極およびパッドを有し、裏面に第２主電極を有している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２００７－２７１８３号公報

パッドには、ボンディングワイヤが接続されている。半導体素子やボンディングワイヤは、封止樹脂体により封止されている。このような構成において、たとえばパワーサイクルや冷熱サイクル等の熱応力が、ボンディングワイヤに作用する。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、半導体装置にはさらなる改良が求められている。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ボンディングワイヤに作用する応力を低減できる半導体装置を提供することを目的とする。

ここに開示された半導体装置は、
素子形成領域であるアクティブ領域（４５）およびアクティブ領域を取り囲む外周領域（４６）を有する半導体基板（４１）と、アクティブ領域と重なるように半導体基板の一面上に配置され、アクティブ領域と電気的に接続された主電極（４２）と、外周領域と重なるように一面上に配置された信号用の電極であるパッド（４４）と、を有する半導体素子（４０）と、
パッドに接続されたボンディングワイヤ（９０）と
半導体素子およびボンディングワイヤを封止する封止樹脂体（３０）と、
を備え、
外周領域は、高温領域（４６１）と、素子駆動時において高温領域よりも温度が低い低温領域（４６２）と、を有し、
パッドは、低温領域上に配置されている。

開示された半導体装置によれば、パッドを低温領域上に配置するため、パッドを高温領域上に配置する構成に較べて、ボンディングワイヤの受熱量を低減することができる。これにより、ボンディングワイヤに作用する応力を低減することができる。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係る半導体装置が適用される車両の駆動システムの概略構成を示す図である。 第１実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図２のIII-III線に沿う断面図である。 図２のIV-IV線に沿う断面図である。 半導体素子を示す平面図である。 半導体素子の温度分布を示す図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 第２実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 変形例を示す図である。 第３実施形態に係る半導体装置において、ボンディングワイヤにおけるパッドとの接合部周辺を示す断面図である。 第４実施形態に係る半導体装置において、ボンディングワイヤにおけるパッドとの接合部周辺を示す断面図である。 第５実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。 半導体素子と導電スペーサとの接続構造を示す平面図である。 非粗化部の有無と相当塑性ひずみ振幅との関係を示す図である。

以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

本実施形態の半導体装置は、たとえば、回転電機を駆動源とする移動体の電力変換装置に適用される。移動体は、たとえば、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）などの電動車両、電動垂直離着陸機やドローンなどの飛行体、船舶、建設機械、農業機械である。以下では、車両に適用される例について説明する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、車両の駆動システムの概略構成について説明する。

＜車両の駆動システム＞
図１に示すように、車両の駆動システム１は、直流電源２と、モータジェネレータ３と、電力変換装置４を備えている。

直流電源２は、充放電可能な二次電池で構成された直流電圧源である。二次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。モータジェネレータ３は、三相交流方式の回転電機である。モータジェネレータ３は、車両の走行駆動源、すなわち電動機として機能する。モータジェネレータ３は、回生時に発電機として機能する。電力変換装置４は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で電力変換を行う。

＜電力変換装置＞
図１に示すように、電力変換装置４は、平滑コンデンサ５と、インバータ６を備えている。

平滑コンデンサ５は、主として、直流電源２から供給される直流電圧を平滑化する。平滑コンデンサ５は、高電位側の電力ラインであるＰライン７と低電位側の電力ラインであるＮライン８とに接続されている。Ｐライン７は直流電源２の正極に接続され、Ｎライン８は直流電源２の負極に接続されている。平滑コンデンサ５の正極は、直流電源２とインバータ６との間において、Ｐライン７に接続されている。同じく負極は、直流電源２とインバータ６との間において、Ｎライン８に接続されている。平滑コンデンサ５は、直流電源２に並列に接続されている。

インバータ６は、ＤＣ－ＡＣ変換回路である。インバータ６は、図示しない制御回路によるスイッチング制御にしたがって、直流電圧を三相交流電圧に変換し、モータジェネレータ３へ出力する。これにより、モータジェネレータ３は、所定のトルクを発生するように駆動する。インバータ６は、車両の回生制動時、車輪からの回転力を受けてモータジェネレータ３が発電した三相交流電圧を、制御回路によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、Ｐライン７へ出力する。このように、インバータ６は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で双方向の電力変換を行う。

インバータ６は、三相分の上下アーム回路９を備えて構成されている。上下アーム回路９は、レグと称されることがある。上下アーム回路９は、上アーム９Ｈと、下アーム９Ｌをそれぞれ有している。上アーム９Ｈと下アーム９Ｌは、上アーム９ＨをＰライン７側として、Ｐライン７とＮライン８との間で直列接続されている。上アーム９Ｈと下アーム９Ｌとの接続点は、出力ライン１０を介して、モータジェネレータ３における対応する相の巻線３ａに接続されている。インバータ６は、６つのアームを有している。Ｐライン７、Ｎライン８、および出力ライン１０それぞれの少なくとも一部は、たとえばバスバーなどの導電部材により構成されている。

各アームを構成する素子は、スイッチング素子である絶縁ゲートバイポーラトランジスタ１１（以下、ＩＧＢＴ１１と示す）と、還流用のダイオード１２を備えている。ＩＧＢＴは、Insulated Gate Bipolar Transistorの略称である。本実施形態では、ｎチャネル型のＩＧＢＴ１１を採用している。ダイオード１２は、対応するＩＧＢＴ１１に対して逆並列に接続されている。上アーム９Ｈにおいて、ＩＧＢＴ１１のコレクタが、Ｐライン７に接続されている。下アーム９Ｌにおいて、ＩＧＢＴ１１のエミッタが、Ｎライン８に接続されている。そして、上アーム９ＨにおけるＩＧＢＴ１１のエミッタと、下アーム９ＬにおけるＩＧＢＴ１１のコレクタが相互に接続されている。ダイオード１２のアノードは対応するＩＧＢＴ１１のエミッタに接続され、カソードはコレクタに接続されている。

電力変換装置４は、電力変換回路として、コンバータをさらに備えてもよい。コンバータは、直流電圧を異なる値の直流電圧に変換するＤＣ－ＤＣ変換回路である。コンバータは、直流電源２と平滑コンデンサ５との間に設けられる。コンバータは、たとえばリアクトルと、上記した上下アーム回路９を備えて構成される。この構成によれば、昇降圧が可能である。電力変換装置４は、直流電源２からの電源ノイズを除去するフィルタコンデンサを備えてもよい。フィルタコンデンサは、直流電源２とコンバータとの間に設けられる。

電力変換装置４は、インバータ６などを構成するスイッチング素子の駆動回路を備えてもよい。駆動回路は、制御回路の駆動指令に基づいて、対応するアームのＩＧＢＴ１１のゲートに駆動電圧を供給する。駆動回路は、駆動電圧の印加により、対応するＩＧＢＴ１１を駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。駆動回路は、ドライバと称されることがある。

電力変換装置４は、スイッチング素子の制御回路を備えてもよい。制御回路は、ＩＧＢＴ１１を動作させるための駆動指令を生成し、駆動回路に出力する。制御回路は、図示しない上位ＥＣＵから入力されるトルク要求、各種センサにて検出された信号に基づいて、駆動指令を生成する。各種センサとして、たとえば電流センサ、回転角センサ、電圧センサがある。電流センサは、各相の巻線３ａに流れる相電流を検出する。回転角センサは、モータジェネレータ３の回転子の回転角を検出する。電圧センサは、平滑コンデンサ５の両端電圧を検出する。制御回路は、駆動指令として、たとえばＰＷＭ信号を出力する。制御回路は、たとえばプロセッサとメモリを備えて構成されている。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。

＜半導体装置＞
図２は、半導体装置を示す平面図である。図２は、半導体装置の上面視平面図である。図３は、図２のIII-III線に沿う断面図である。図４は、図２のIV-IV線に沿う断面図である。

以下において、半導体素子（半導体基板）の板厚方向をＺ方向とする。Ｚ方向に直交する一方向をＸ方向とする。Ｚ方向およびＸ方向の両方向に直交する方向をＹ方向とする。特に断わりのない限り、Ｚ方向から平面視した形状、換言すればＸ方向およびＹ方向により規定されるＸＹ面に沿う形状を平面形状とする。また、Ｚ方向からの平面視を、単に平面視と示すことがある。

図２～図４に示すように、半導体装置２０は、封止樹脂体３０と、半導体素子４０と、配線部材５０、６０と、導電スペーサ７０と、外部接続端子８０と、ボンディングワイヤ９０を備えている。半導体装置２０は、さらに接合材１００～１０２を備えている。半導体装置２０は、上記したアームのひとつを構成する。よって、２つの半導体装置２０により、一相分の上下アーム回路９が構成される。

封止樹脂体３０は、半導体装置２０を構成する他の要素の一部を封止している。他の要素の残りの部分は、封止樹脂体３０の外に露出している。封止樹脂体を構成する樹脂の一例は、エポキシ系樹脂である。封止樹脂体３０は、たとえばトランスファモールド法により成形されている。封止樹脂体３０は、モールド樹脂、樹脂成形体などと称されることがある。

図２～図４に示すように、封止樹脂体３０は平面略矩形状をなしている。封止樹脂体３０は、外郭をなす表面として、一面３０ａと、Ｚ方向において一面３０ａとは反対の面である裏面３０ｂを有している。一面３０ａおよび裏面３０ｂは、たとえば略平坦な面である。また、一面３０ａおよび裏面３０ｂに連なる側面３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを有している。側面３０ｃは、外部接続端子８０のうち、主端子８１、８２が突出する面である。側面３０ｄは、Ｙ方向において側面３０ｃとは反対の面である。側面３０ｄは、信号端子８３が突出する面である。側面３０ｅ、３０ｆは、外部接続端子８０が突出していない面である。側面３０ｅは、Ｘ方向において側面３０ｆとは反対の面である。

半導体素子４０は、半導体基板４１と、エミッタ電極４２と、コレクタ電極４３と、パッド４４を備えている。半導体素子４０は、半導体チップと称されることがある。半導体基板４１は、シリコン（Ｓｉ）、シリコンよりもバンドギャップが広いワイドバンドギャップ半導体などを材料とし、縦型素子が形成されてなる。ワイドバンドギャップ半導体としては、たとえばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）、ダイヤモンドがある。

縦型素子は、半導体基板４１（半導体素子４０）の板厚方向、すなわちＺ方向に主電流を流すように構成されている。本実施形態の縦型素子は、ひとつのアームを構成するＩＧＢＴ１１およびダイオード１２である。縦型素子は、ダイオード１２が逆並列に接続されたＩＧＢＴ、つまりＲＣ（Reverse Conducting）－ＩＧＢＴである。縦型素子は、通電により発熱する発熱素子である。半導体基板４１には、図示しないゲート電極が形成されている。ゲート電極は、たとえばトレンチ構造をなしている。

半導体基板４１は、主電極が設けられる板面として、一面４１ａおよび裏面４１ｂを有している。一面４１ａは、半導体基板４１において封止樹脂体３０の一面３０ａ側の面である。裏面４１ｂは、一面４１ａとは板厚方向において反対の面である。主電極のひとつであるエミッタ電極４２は、半導体基板４１の一面４１ａ上に配置されている。主電極の他のひとつであるコレクタ電極４３は、半導体基板４１の裏面４１ｂ上に配置されている。

ＩＧＢＴ１１がオンすることで、主電極（第１主電極）であるエミッタ電極４２と主電極（第２主電極）であるコレクタ電極４３との間に、電流（主電流）が流れる。エミッタ電極４２は、ダイオード１２のアノード電極を兼ねている。コレクタ電極４３は、ダイオード１２のカソード電極を兼ねている。コレクタ電極４３は、半導体基板４１の裏面４１ｂのほぼ全体に形成されている。エミッタ電極４２は、半導体基板４１の一面４１ａの一部分に形成されている。

パッド４４は、信号用の電極である。パッド４４は、半導体基板４１の一面４１ａにおいて、エミッタ電極４２の形成領域とは異なる領域に形成されている。パッド４４は、Ｙ方向において、エミッタ電極４２の形成領域とは反対側の端部に形成されている。パッド４４は、Ｙ方向においてエミッタ電極４２と並んで設けられている。パッド４４の個数は、特に限定されない。パッド４４は、ゲート電極用のパッドを少なくとも含む。半導体素子４０の詳細については、後述する。

なお、半導体素子４０は、半導体基板４１の一面４１ａ上に配置された図示しない保護膜を有している。保護膜は、半導体基板４１の一面４１ａ上に設けられた絶縁膜である。保護膜の材料として、たとえばポリイミド、シリコン窒化膜などを採用することができる。保護膜５６は、エミッタ電極４２、パッド４４それぞれの接合領域を規定する開口部を有している。

配線部材５０は、エミッタ電極４２に電気的に接続され、配線機能を提供する。同様に、配線部材６０は、コレクタ電極４３に電気的に接続され、配線機能を提供する。配線部材５０、６０は、Ｚ方向において、半導体素子４０を挟むように配置されている。配線部材５０、６０は、Ｚ方向において互いに少なくとも一部が対向するように配置されている。配線部材５０、６０は、平面視において半導体素子４０を内包している。配線部材５０は第１配線部材と称され、配線部材６０は第２配線部材と称されることがある。

配線部材５０、６０は、半導体素子４０の生じた熱を放熱する放熱機能を提供する。配線部材５０、６０は、放熱板、ヒートシンクなどと称されることがある。本実施形態の配線部材５０、６０は、Ｃｕ、Ｃｕ合金などの導電性が良好な金属を材料とする金属板である。金属板は、たとえばリードフレームの一部として提供される。金属板に代えて、絶縁基材の表面に金属体が配置された基板を採用してもよい。配線部材５０、６０は、表面に、ＮｉやＡｕなどのめっき膜を備えてもよい。

配線部材５０は、半導体素子４０側の面である対向面５０ａと、対向面５０ａとは反対の面である裏面５０ｂを有している。同様に、配線部材６０も、対向面６０ａと裏面６０ｂを有している。配線部材５０、６０は、たとえば平面略矩形状をなしている。配線部材５０、６０それぞれの裏面５０ｂ、６０ｂは、封止樹脂体３０から露出している。裏面５０ｂ、６０ｂは、放熱面、露出面などと称されることがある。配線部材５０の裏面５０ｂは、封止樹脂体３０の一面３０ａと略面一である。配線部材６０の裏面６０ｂは、封止樹脂体３０の裏面３０ｂと略面一である。

導電スペーサ７０は、半導体素子４０と配線部材５０の間に介在している。導電スペーサ７０は、半導体素子４０と配線部材５０との間に所定の間隔を確保するスペーサ機能を提供する。たとえば導電スペーサ７０は、半導体素子４０のパッド４４に、対応する信号端子８３を電気的に接続するための高さを確保する。導電スペーサ７０は、半導体素子４０のエミッタ電極４２と配線部材５０との電気伝導、熱伝導経路の途中に位置し、配線機能および放熱機能を提供する。

導電スペーサ７０は、Ｃｕなどの導電性、熱伝導性が良好な金属材料を含んでいる。導電スペーサ７０は、表面にめっき膜を備えてもよい。導電スペーサ７０は、ターミナル、ターミナルブロック、金属ブロック体などと称されることがある。本実施形態の導電スペーサ７０は、平面略矩形状をなす柱状体である。

外部接続端子８０は、半導体装置２０を外部機器と電気的に接続するための端子である。外部接続端子８０は、銅などの導電性が良好な金属材料を用いて形成されている。外部接続端子８０は、たとえば板材である。外部接続端子８０は、リードと称されることがある。外部接続端子８０は、主端子８１、８２と、信号端子８３を備えている。主端子８１、８２は、半導体素子４０の主電極に電気的に接続された外部接続端子８０である。

主端子８１は、エミッタ電極４２に電気的に接続されている。主端子８１は、エミッタ端子と称されることがある。主端子８１は、配線部材５０を介して、エミッタ電極４２に接続されている。主端子８１は、配線部材５０におけるＹ方向の一端に連なっている。主端子８１の厚みは、配線部材５０よりも薄い。主端子８１は、たとえば対向面５０ａと略面一となるように、配線部材５０に連なっている。主端子８１は、配線部材５０に対して連続して一体的に設けられることで連なってもよいし、別部材として設けられ、接合により連なってもよい。

本実施形態の主端子８１は、リードフレームの一部として、配線部材５０と一体的に設けられている。主端子８１は、配線部材５０からＹ方向に延び、封止樹脂体３０の側面３０ｃから外部に突出している。主端子８１は、封止樹脂体３０により覆われる部分の途中に屈曲部を有し、側面３０ｃにおいてＺ方向の中央付近から突出している。

主端子８２は、コレクタ電極４３に電気的に接続されている。主端子８２は、コレクタ端子と称されることがある。主端子８２は、配線部材６０を介して、コレクタ電極４３に接続されている。主端子８２は、配線部材６０におけるＹ方向の一端に連なっている。主端子８２の厚みは、配線部材６０よりも薄い。主端子８２は、たとえば、対向面６０ａと略面一となるように配線部材６０に連なっている。主端子８２は、配線部材６０に対して連続して一体的に設けられることで連なってもよいし、別部材として設けられ、接合により連なってもよい。

本実施形態の主端子８２は、主端子８１とは別のリードフレームの一部として、配線部材６０と一体的に設けられている。主端子８２は、配線部材６０からＹ方向に延び、主端子８１と同じ側面３０ｃから外部に突出している。主端子８２も、封止樹脂体３０により覆われる部分の途中に屈曲部を有し、側面３０ｃにおいてＺ方向の中央付近から突出している。２本の主端子８１、８２は、側面が互いに対向するようにＸ方向に並んで配置されている。

信号端子８３は、半導体素子４０の対応するパッド４４に電気的に接続されている。信号端子８３は、ボンディングワイヤ９０を介してパッド４４に電気的に接続されている。信号端子８３は、Ｙ方向に延び、封止樹脂体３０の側面３０ｄから外部に突出している。本実施形態の半導体装置２０は、パッド４４に対応して５本の信号端子８３を備えている。５本の信号端子８３は、Ｘ方向に並んで配置されている。信号端子８３は、たとえば配線部材６０および主端子８２と共通のリードフレームに構成されている。複数の信号端子８３は、図示しないタイバーをカットすることで、互いに電気的に分離されている。

半導体素子４０のエミッタ電極４２は、接合材１００を介して導電スペーサ７０に接合されている。導電スペーサ７０は、接合材１０１を介して配線部材５０に接合されている。半導体素子４０のコレクタ電極４３は、接合材１０２を介して配線部材６０に接合されている。接合材１００～１０２は、導電性を有する接合材である。たとえば、接合材１００～１０２として、はんだを採用することができる。はんだの一例は、Ｓｎの他に、Ｃｕ、Ｎｉなどを含む多元系の鉛フリーはんだである。はんだに代えて、焼結銀などのシンター系の接合材を用いてもよい。接合材１００～１０２として互いに共通の材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。本実施形態では、接合材１００、１０１、１０２として、はんだを用いている。

上記したように、半導体装置２０では、封止樹脂体３０によってひとつのアームを構成する半導体素子４０が封止されている。封止樹脂体３０は、半導体素子４０、配線部材５０の一部、配線部材６０の一部、導電スペーサ７０、外部接続端子８０それぞれの一部、ボンディングワイヤ９０、および接合材１００～１０２を、一体的に封止している。

Ｚ方向において、配線部材５０、６０の間に半導体素子４０が配置されている。半導体素子４０は、対向配置された配線部材５０、６０によって挟まれている。これにより、半導体素子４０の熱を、Ｚ方向において両側に放熱することができる。半導体装置２０は、両面放熱構造をなしている。配線部材５０の裏面５０ｂは、封止樹脂体３０の一面３０ａと略面一となっている。配線部材６０の裏面６０ｂは、封止樹脂体３０の裏面３０ｂと略面一となっている。裏面５０ｂ、６０ｂが露出面であるため、放熱性を高めることができる。

＜半導体素子＞
図５は、半導体素子４０の一面側を示す平面図である。便宜上、図５では、ＩＧＢＴ領域およびダイオード領域を含むアクティブ領域を実線で示している。また、エミッタ電極４２を省略して図示している。以下において、「内側」、「外側」とは、半導体素子のアクティブ領域の中心を基準位置とする相対的な位置関係を示す。中心に近い側が内側、遠い側が外側である。

図５に示すように、半導体基板４１は、平面略矩形状をなしている。半導体基板４１は、アクティブ領域４５を有している。アクティブ領域４５は、素子（縦型素子）の形成領域である。アクティブ領域４５は、メイン領域、メインセル領域、セル領域、素子領域などと称されることがある。アクティブ領域４５は、たとえば平面略矩形状をなしている。

アクティブ領域４５は、ＲＣ－ＩＧＢＴのうち、ＩＧＢＴの形成領域であるＩＧＢＴ領域４５ｉと、ダイオードの形成領域であるダイオード領域４５ｄを有している。ＩＧＢＴ領域４５ｉとダイオード領域４５ｄは、Ｘ方向において交互に設けられている。アクティブ領域４５には、複数のセル（単位構造部）が設けられている。複数のセルが互いに並列接続されて、ＲＣ－ＩＧＢＴが構成されている。

半導体基板４１は、アクティブ領域４５を取り囲む外周領域４６を有している。外周領域４６は、平面視において、アクティブ領域４５の外周端よりも外側の領域である。図示を省略するが、外周領域４６には、たとえばガードリングなどの耐圧構造部が形成されている。

エミッタ電極４２は、平面視においてアクティブ領域４５と重なるように一面４１ａ上に配置されている。エミッタ電極４２は、たとえば平面視においてアクティブ領域４５にほぼ一致する。エミッタ電極４２は、アクティブ領域４５に電気的に接続されている。エミッタ電極４２は、ＩＧＢＴ領域４５ｉ（エミッタ領域）とダイオード領域４５ｄ（アノード領域）に電気的に接続されている。エミッタ電極４２は、ゲート電極に対して電気的に分離されている。

パッド４４は、上記したようにＹ方向においてエミッタ電極４２と並んで設けられている。つまりパッド４４は、Ｙ方向においてアクティブ領域４５の外周端と半導体基板４１の端部４１ｃとの間に配置されている。本実施形態の半導体素子４０は、５つのパッド４４を有している。

５つのパッド４４は、ゲート電極用、ＩＧＢＴ１１のエミッタ電位を検出するケルビンエミッタ用、電流センス用、半導体素子４０の温度を検出する感温ダイオード（感温素子）のアノード電位用、同じくカソード電位用を含む。ケルビンエミッタ用のパッド４４は、エミッタ電極４２に電気的に接続されている。その他のパッド４４は、エミッタ電極４２と電気的に分離されている。

＜半導体素子の温度＞
図６は、半導体素子４０の温度分布を示す図である。図６は、素子駆動時の温度に関するシミュレーション結果を示している。ここでは、パッド４４を省略している。半導体素子４０の構成は、パッド４４を除けば、図５と同様である。

図６に示すように、アクティブ領域４５の中心４５ｃ付近において最も温度が高く、中心４５ｃから離れるほど温度が低くなる。中心４５ｃは、平面視における中心であり、素子中心と称されることがある。アクティブ領域４５の温度は、外周領域４６の温度よりも高い。アクティブ領域４５において、ＩＧＢＴ領域４５ｉの温度が、ダイオード領域４５ｄの温度よりも高い。外周領域４６の温度は、アクティブ領域４５の温度よりも低い。外周領域４６のうち、中心４５ｃに近い部分の温度は、中心４５ｃから離れた部分の温度よりも高い。

よって、図５に示すように半導体基板４１の外周領域４６は、高温領域４６１と、素子駆動時において高温領域４６１よりも温度が低い低温領域４６２を有する。高温領域４６１は、Ｘ方向において半導体基板４１の中央付近であってアクティブ領域４５に隣接する部分である。図５では、高温領域４６１を破線で示している。アクティブ領域４５の外周端と半導体基板４１の端部４１ｃとの間のうち、上記した高温領域４６１を除く部分が、低温領域４６２である。図５では、高温領域４６１のうち、アクティブ領域４５の外周端と半導体基板４１の端部４１ｃとの間の高温領域のみを図示している。

＜パッドの配置＞
図５に示すように、５つのパッド４４は、平面略矩形状の半導体基板４１において、Ｙ方向の一端側にまとめて形成されている。５つのパッド４４は、外周領域４６のうち、アクティブ領域４５と端部４１ｃとの間に配置されている。５つのパッド４４は、Ｘ方向に並んでいる。５つのパッド４４は、半導体基板４１の端部４１ｃに沿って配置されている。５つのパッド４４は、Ｙ方向において端部４１ｃ側に偏って配置されている。つまりアクティブ領域４５との間隔よりも、端部４１ｃとの間隔のほうが小さい。５つのパッド４４は、低温領域４６２に配置されている。

＜第１実施形態のまとめ＞
本実施形態の半導体装置２０によれば、パッド４４を、外周領域４６のうちの低温領域４６２上に配置する。低温領域４６２は、高温領域４６１に較べて素子駆動時における温度が低い。よって、高温領域４６１上にパッド４４を配置する構成に較べて、ボンディングワイヤ９０の受熱量を低減することができる。これにより、ボンディングワイヤ９０に作用する応力、具体的には半導体素子４０とボンディングワイヤ９０との線膨張係数差に基づく熱応力、を低減することができる。ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部に作用する応力を低減できるため、接合部にクラックが生じたり、ボンディングワイヤ９０が破断するのを抑制することができる。

＜変形例＞
パッド４４の配置は、上記した例に限定されない。たとえば図７に示すように、アクティブ領域４５と端部４１ｃとの間であってＸ方向の端部付近に、パッド４４を配置してもよい。５つのパッド４４のうち、３つが一旦側に配置され、残りの２つが他端側に配置されている。加えて、各パッド４４は、長手方向がＹ方向となるように配置されている。以上により、中央付近の高温領域４６１を避けて５つのパッド４４を配置することができる。つまり、すべてのパッド４４を低温領域４６２に配置することができる。図７では、図５同様、アクティブ領域４５の外周端と半導体基板４１の端部４１ｃとの間の高温領域４６１のみを図示している。

図８に示すように、ＩＧＢＴ領域４５ｉおよびダイオード領域４５ｄの配置を、図５、図７に示す例とは異ならせてもよい。図８では、ＩＧＢＴ領域４５ｉとダイオード領域４５ｄが、Ｙ方向において交互に設けられている。加えて、交互に並ぶ方向において、端部にダイオード領域４５ｄが設けられている。これにより、端部４１ｃに対向するアクティブ領域４５の外周端を、ダイオード領域４５ｄがなす。上記したように、ダイオード領域４５ｄの温度は、ＩＧＢＴ領域４５ｉの温度よりも低い。これにより、アクティブ領域４５と端部４１ｃとの間の全域が、低温領域４６２となる。アクティブ領域４５と端部４１ｃとの間に高温領域４６１が存在しないため、パッド４４の配置自由度を向上することができる。

（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。

図９は、本実施形態の半導体装置２０を示す断面図である。図９は、図３に対応している。図９に示すように、本実施形態の半導体装置２０は、保護部３５をさらに備えている。

保護部３５は、封止樹脂体３０の膨張収縮からボンディングワイヤ９０を保護する。保護部３５は、たとえば封止樹脂体３０が膨張したときに、膨張した封止樹脂体３０によってボンディングワイヤ９０が押されて、ボンディングワイヤ９０に応力が生じるのを抑制する。保護部３５は、ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部の周囲に設けられ、接合部の周囲において封止樹脂体３０とボンディングワイヤ９０との間に介在している。非導電性の保護部３５の場合、ボンディングワイヤ９０に対して個別に設けてもよいし、複数のボンディングワイヤ９０に対して一体的に設けてもよい。

一例として本実施形態の保護部３５は、封止樹脂体３０よりも線膨張係数が小さい保護部３５１である。保護部３５１は、たとえばエポキシ樹脂中のフィラーを調整することにより、封止樹脂体３０よりも線膨張係数が小さい。これに代えて、封止樹脂体３０とは異なる樹脂材料であって線膨張係数の小さいものを採用してもよい。

保護部３５１は、たとえばポッティングなどの方法により、ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部の周囲に塗布（充填）される。そして、保護部３５１を設けた後に、封止樹脂体３０が成形される。保護部３５１は一次成形部、封止樹脂体３０は二次成形部である。その他の構成については、第１実施形態に記載の構成と同様である。つまりパッド４４の配置は、第１実施形態と同様である。

＜第２実施形態のまとめ＞
本実施形態の半導体装置２０によれば、保護部３５１の線膨張係数が封止樹脂体３０の線膨張係数に較べて小さい。これにより、ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部の周囲において、樹脂の膨張量を低減することができる。たとえば接合部の近傍において、ボンディングワイヤ９０の下部に位置する樹脂の膨張による押上げ力が小さくなる。パッド４４の配置による効果と、保護部３５１による効果により、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を効果的に低減することができる。

＜変形例＞
保護部３５は、上記した例に限定されない。たとえば保護部３５の剛性を、封止樹脂体３０より低くしてもよい。つまり封止樹脂体３０よりも柔らかい保護部３５を採用してもよい。

たとえば図１０に示す保護部３５２は、ゲルを材料としている。この保護部３５２は、封止樹脂体３０よりも柔らかい。よって、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を低減することができる。

図１１に示す保護部３５３は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）を材料としている。この保護部３５３は、封止樹脂体３０よりも柔らかい。よって、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を低減することができる。なお、図１１は、図１０に一点鎖線で示す領域XIを拡大した図である。図１１では、便宜上、封止樹脂体３０を省略している。

図１１において、保護部３５３は、半導体基板４１の一面４１ａ上に配置された保護膜４７と重なっている。保護部３５３は、保護膜４７のうち、パッド４４を規定する開口部４７１の周囲部分と重なっている。保護膜４７がポリイミドを材料とする場合、ポリイミド系の膜が重なるため、保護部３５３と保護膜４７とを強固に密着することができる。保護部３５３は、保護膜４７に対して、封止樹脂体３０よりも剥離し難い。

図１２に示す保護部３５４は、はんだを材料としている。保護部３５４は、開口部４７１から露出するパッド４４上にはんだを塗布することで形成できる。保護部３５４は、封止樹脂体３０よりも柔らかい。よって、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を低減することができる。図１２は、図１１に対応している。保護部３５４のように導電性を有する場合には、ボンディングワイヤ９０に対して個別に設ければよい。

図１３に示す保護部３５５は、空洞部である。保護部３５５は、成形型のゲート位置、温度、注入圧等により樹脂の流動を制御し、ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部の周囲に樹脂が回り込まない条件を設定する。これにより、意図的に空洞部を形成することができる。保護部３５５を備えることで、ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部の周囲には、膨張収縮する封止樹脂体３０が存在しない。よって、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を低減することができる。

保護部３５を、先行実施形態に記載のパッド４４の配置と組み合わせる例を示したが、これに限定されない。高温領域４６１にパッド４４が配置される構成との組み合わせも可能である。

（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。

図１４は、本実施形態の半導体装置２０において、ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部周辺を示す断面図である。図１４は、図１１に対応している。図１４に示すように、ボンディングワイヤ９０は、接合部９１と、先端部９２と、連結部９３を有している。

接合部９１は、ボンディングワイヤ９０の延設方向において、先端部９２と連結部９３の間に位置する。接合部９１は、パッド４４に接合された部分である。接合部９１は、ボンド部と称されることがある。接合部９１は、超音波接合時にツールからの荷重を受けて潰れている。接合部９１は、ＹＺ断面において略台形状をなしている。ボンディングワイヤ９０の上面９０ａおよび下面９０ｂのうち、接合部９１の部分は、パッド４４の表面に略平行である。接合部９１における上面９０ａの部分は、略平坦である。接合部９１における下面９０ｂは、パッド４４に接している。

先端部９２は、ボンディングワイヤ９０の先端側において、接合部９１に連なっている。先端部９２は、パッド４４に接合されていない部分である。先端部９２は、フィード部と称されることがある。先端部９２は、接合部９１との境界から斜め上方に延びている。下面９０ｂのうち、先端部９２の部分は、パッド４４に非接触である。先端部９２において接合部９１とは反対側の端部は、カット端９２ａである。

連結部９３は、先端部９２とは反対側で、接合部９１に連なっている。連結部９３も、パッド４４に接合されていない部分である。連結部９３は、パッド４４との接合部９１と、信号端子８３との接合部との間の部分であり、接合部同士を連結している。連結部９３は、１ｓｔボンド部である接合部９１と、２ｎｄボンド部である信号端子８３との接合部とをつなぐ部分である。下面９０ｂのうち、連結部９３の部分は、パッド４４に非接触である。

ボンディングワイヤ９０は、さらに切り欠き９４を有している。切り欠き９４は、ボンディングワイヤ９０の上面９０ａに開口し、上面９０ａから所定深さを有している。切り欠き９４は、接合部９１よりも先端側に設けられている。切り欠き９４は、接合部９１の端部のひとつ、つまり接合部９１と先端部９２との境界から、先端部９２のカット端９２ａまでの範囲に設けられればよい。

切り欠き９４の位置は、接合部９１の下端９１ａからの距離が短いほうが好ましい。下端９１ａは、接合部９１におけるパッド４４との接合界面のうち、先端部９２側の端部である。下端９１ａは、下面９０ｂのうち、接合部９１において先端部９２側の端部である。本実施形態では、接合部９１と先端部９２との境界に、切り欠き９４が設けられている。切り欠き９４は、下端９１ａに向けて延びている。ボンディングワイヤ９０の幅方向において、切り欠き９４の長さは特に限定されない。切り欠き９４は、幅方向において一部分に設けられてもよいし、一端から他端にわたって設けられてもよい。その他の構成については、第１実施形態に記載の構成と同様である。つまりパッド４４の配置は、第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態のまとめ＞
本実施形態の半導体装置２０によれば、ボンディングワイヤ９０において接合部９１よりも先端側に、切り欠き９４を設けている。つまり、機械的に弱い部分を意図的に設けている。このため、ボンディングワイヤ９０に応力が作用して、封止樹脂体３０との境界部分である下端９１ａからクラックが進展する際に、クラックは、切り欠き９４に向けて伸展する。クラックは、接合部９１よりも先端側に進展する。よって、クラックがパッド４４とボンディングワイヤ９０との接合界面を延設方向に進展するのを抑制することができる。つまり、パッド４４とボンディングワイヤ９０との電気的な接続状態を確保することができる。

上記したように、パッド４４の配置は、先行実施形態と同様である。このため、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を低減することができる。仮に応力が作用してクラックが生じる場合にも、クラックの進展方向を制御することができる。

本実施形態では、接合部９１と先端部９２との境界に、切り欠き９４を設けている。このため、切り欠き９４と下端９１ａとの距離が短く、図１４に破線矢印で示すように切り欠き９４に向けてクラックが進展しやすい。よって、クラックがパッド４４とボンディングワイヤ９０との接合界面を延設方向に進展するのを、より確実に抑制することができる。

切り欠き９４を、先行実施形態に記載のパッド４４の配置と組み合わせる例を示したが、これに限定されない。高温領域４６１にパッド４４が配置される構成との組み合わせも可能である。

（第４実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。

図１５は、本実施形態の半導体装置２０において、ボンディングワイヤ９０におけるパッド４４との接合部周辺を示す断面図である。図１５は、図１１に対応している。半導体装置２０は、図１５に示すようにボンディングワイヤ９０の表面を覆う密着阻害膜９５を備えている。密着阻害膜９５は、ボンディングワイヤ９０と封止樹脂体３０との密着を阻害する。

密着阻害膜９５は、ボンディングワイヤ９０をパッド４４に接合した後、封止樹脂体３０を成形する前に、封止樹脂体３０が密着し難い有機溶剤を塗布することが形成される。有機溶剤の一例は、グリセリンである。グリセリンは、比較的粘性が高く、線材への塗布性が良好である。密着阻害膜９５は、ボンディングワイヤ９０の表面（外表面）のうち、少なくとも封止樹脂体３０によって覆われる部分に形成される。

図示を省略するが、封止樹脂体３０は、密着阻害膜９５に覆われたボンディングワイヤ９０に密着しない。半導体装置２０において、封止樹脂体３０と密着阻害膜９５に覆われたボンディングワイヤ９０との間には、空隙が存在する。その他の構成については、第１実施形態に記載の構成と同様である。つまりパッド４４の配置は、第１実施形態と同様である。

＜第４実施形態のまとめ＞
本実施形態の半導体装置２０によれば、ボンディングワイヤ９０の表面に密着阻害膜９５を設けている。これにより、封止樹脂体３０と密着阻害膜９５に覆われたボンディングワイヤ９０との間には、空隙が存在する。よって、封止樹脂体３０の膨張収縮にともなってボンディングワイヤ９０に応力が生じるのを抑制することができる。パッド４４の配置による効果と、密着阻害膜９５による効果により、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を効果的に低減することができる。

密着阻害膜９５を、先行実施形態に記載のパッド４４の配置と組み合わせる例を示したが、これに限定されない。高温領域４６１にパッド４４が配置される構成との組み合わせも可能である。

（第５実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。

図１６は、本実施形態の半導体装置２０を示す断面図である。図１６は、図３に対応している。図１７は、半導体装置２０のうち、半導体素子４０と導電スペーサ７０との接続構造を示す平面図である。

図１６および図１７に示すように、導電スペーサ７０は、平面略矩形状をなしている。導電スペーサ７０は、外郭をなす表面として、端面７０ａ、７０ｂと、側面７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆを有している。端面７０ａは、Ｚ方向において端面７０ｂとは反対の面である。Ｚ方向において、端面７０ａはエミッタ電極４２に対向し、端面７０ｂは配線部材５０に対向している。端面７０ａはエミッタ電極４２に接続され、端面７０ｂは配線部材５０に接続されている。

側面７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆは、端面７０ａ、７０ｂに連なる面である。側面７０ｃは、Ｙ方向において側面７０ｄとは反対の面である。Ｙ方向において、側面７０ｃはパッド４４側、つまり半導体基板４１の端部４１ｃ側に位置している。側面７０ｃは、封止樹脂体３０の側面３０ｃ側に位置し、側面７０ｄは側面３０ｄ側に位置している。側面７０ｅは、Ｘ方向において側面７０ｆとは反対の面である。Ｘ方向において、側面７０ｅは封止樹脂体３０の側面３０ｅ側に位置し、側面７０ｆは側面３０ｆ側に位置している。

導電スペーサ７０は、粗化部７１と、非粗化部７２を有している。粗化部７１は、側面７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆのうち、平面視においてパッド４４との対向面を除く面に設けられている。非粗化部７２は、側面７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆのうち、平面視においてパッド４４との対向面に設けられている。本実施形態では、側面７０ｃ、７０ｅ、７０ｆに粗化部７１が設けられ、側面７０ｄに非粗化部７２が設けられている。

粗化部７１を形成する粗化処理としては、粗化めっき、サンドブラスト、薬液処理、レーザ粗化などが可能である。本実施形態では、レーザ粗化を採用している。導電スペーサ７０は、銅を含む母材の表面に、Ｎｉを含むめっき膜を設けてなる。導電スペーサ表面のめっき膜にレーザ光を照射することで、表面が連続して凹凸をなすニッケル酸化物の膜が形成される。側面７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆのうち、レーザ光の照射により凹凸酸化膜が形成された部分が粗化部７１であり、凹凸酸化膜が形成されていない部分が非粗化部７２である。

＜第５実施形態のまとめ＞
本実施形態の半導体装置２０によれば、導電スペーサ７０の側面７０ｃ、７０ｅ、７０ｆに粗化部７１を設け、側面７０ｄに非粗化部７２を設けている。つまり側面７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆのうち、平面視においてパッド４４との対向面に非粗化部７２を設け、対向面を除く残りの面に粗化部７１を設けている。封止樹脂体３０は、側面７０ｃ、７０ｅ、７０ｆに対して密着し、側面７０ｄに対して密着し難い。このため、封止樹脂体３０と導電スペーサ７０の側面７０ｄとの間には、空隙が存在する。よって、封止樹脂体３０の膨張収縮にともなってボンディングワイヤ９０に応力が生じるのを抑制することができる。パッド４４の配置による効果と、局所的に非粗化部７２を設ける効果により、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を効果的に低減することができる。

図１８は、非粗化部７２の有無と相当塑性ひずみ振幅との関係を示している。縦軸は、アルミワイヤ相当塑性ひずみ振幅の平均値である。図１８に示すように、非粗化部７２を設けると、側面全域に粗化部７１を設ける構成、つまり非粗化部なしの構成に較べて、相当塑性ひずみ振幅を４０％低減することができる。この結果からも、非粗化部７２を設けることで、ボンディングワイヤ９０に作用する応力を低減できることが明らかである。

粗化部７１および非粗化部７２を、先行実施形態に記載のパッド４４の配置と組み合わせる例を示したが、これに限定されない。高温領域４６１にパッド４４が配置される構成との組み合わせも可能である。

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。

ある要素または層が「上にある」、「連結されている」、「接続されている」または「結合されている」と言及されている場合、それは、他の要素、または他の層に対して、直接的に上に、連結され、接続され、または結合されていることがあり、さらに、介在要素または介在層が存在していることがある。対照的に、ある要素が別の要素または層に「直接的に上に」、「直接的に連結されている」、「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と言及されている場合、介在要素または介在層は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様のやり方で（例えば、「間に」対「直接的に間に」、「隣接する」対「直接的に隣接する」など）解釈されるべきである。この明細書で使用される場合、用語「および／または」は、関連する列挙されたひとつまたは複数の項目に関する任意の組み合わせ、およびすべての組み合わせを含む。

空間的に相対的な用語「内」、「外」、「裏」、「下」、「低」、「上」、「高」などは、図示されているような、ひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する関係を説明する記載を容易にするためにここでは利用されている。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用または操作中の装置の異なる向きを包含することを意図することができる。例えば、図中の装置をひっくり返すと、他の要素または特徴の「下」または「真下」として説明されている要素は、他の要素または特徴の「上」に向けられる。したがって、用語「下」は、上と下の両方の向きを包含することができる。この装置は、他の方向に向いていてもよく（９０度または他の向きに回転されてもよい）、この明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。

車両の駆動システム１は、上記した構成に限定されない。たとえば、モータジェネレータ３をひとつ備える例を示したが、これに限定されない。複数のモータジェネレータを備えてもよい。電力変換装置４が、電力変換部としてインバータ６を備える例を示したが、これに限定されない。たとえば、複数のインバータを備える構成としてもよい。すくなくともひとつのインバータと、コンバータを備える構成としてもよい。コンバータのみを備えてもよい。

半導体基板４１のアクティブ領域４５に構成される縦型素子として、ＲＣ－ＩＧＢＴの例を示したが、これに限定されない。半導体基板４１にＩＧＢＴが構成され、ダイオード１２については外付けとしてもよい。

スイッチング素子は、ＩＧＢＴ１１に限定されない。たとえばＭＯＳＦＥＴを採用してもよい。ＭＯＳＦＥＴは、Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistorの略称である。

配線部材５０、６０の裏面５０ｂ、６０ｂが、封止樹脂体３０から露出する例を示したが、これに限定されない。裏面５０ｂ、６０ｂの少なくとも一方が、封止樹脂体３０によって覆われた構成としてもよい。裏面５０ｂ、６０ｂの少なくとも一方が、封止樹脂体３０とは別の図示しない絶縁部材によって覆われた構成としてもよい。半導体装置２０が封止樹脂体３０を備える例を示したが、これに限定されない。封止樹脂体３０を備えない構成としてもよい。

半導体装置２０が、ひとつのアームを構成する半導体素子４０をひとつのみ備える例を示したが、これに限定されない。半導体装置２０が、ひとつのアームを構成する複数の半導体素子４０を備えてもよい。つまり、複数の半導体素子４０が互いに並列接続されてひとつのアームを構成してもよい。この場合、導電スペーサ７０は、半導体素子４０に対して個別に設けられる。また、半導体装置２０が、一相分の上下アーム回路９を構成する複数の半導体素子４０を備えてもよい。複数相の上下アーム回路９を構成する複数の半導体素子４０を備えてもよい。

１…駆動システム、２…直流電源、３…モータジェネレータ、３ａ…巻線、４…電力変換装置、５…平滑コンデンサ、６…インバータ、７…Ｐライン、８…Ｎライン、９…上下アーム回路、９Ｈ…上アーム、９Ｌ…下アーム、１０…出力ライン、１１…ＩＧＢＴ、１２…ダイオード、２０…半導体装置、３０…封止樹脂体、３０ａ…一面、３０ｂ…裏面、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ…側面、３５、３５１、３５２，３５３、３５４、３５５…保護部、４０…半導体素子、４１…半導体基板、４１ａ…一面、４１ｂ…裏面、４１ｃ…端部、４２…エミッタ電極、４３…コレクタ電極、４４…パッド、４５…アクティブ領域、４５ｃ…中心、４５ｄ…ダイオード領域、４５ｉ…ＩＧＢＴ領域、４６…外周領域、４６１…高温領域、４６２…低温領域、４７…保護膜、４７１…開口部、５０…配線部材、５０ａ…対向面、５０ｂ…裏面、６０…配線部材、６０ａ…対向面、６０ｂ…裏面、７０…導電スペーサ、７０ａ、７０ｂ…端面、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆ…側面、７１…粗化部、７２…非粗化部、８０…外部接続端子、８１、８２…主端子、８３…信号端子、９０…ボンディングワイヤ、９０ａ…上面、９０ｂ…下面、９１…接合部、９１ａ…下端、９２…先端部、９２ａ…カット端、９３…連結部、９４…切り欠き、９５…密着阻害膜、１００、１０１、１０２…接合材

Claims (8)

1. 素子形成領域であるアクティブ領域（４５）および前記アクティブ領域を取り囲む外周領域（４６）を有する半導体基板（４１）と、前記アクティブ領域と重なるように前記半導体基板の一面上に配置され、前記アクティブ領域と電気的に接続された主電極（４２）と、前記外周領域と重なるように前記一面上に配置された信号用の電極であるパッド（４４）と、を有する半導体素子（４０）と、
   前記パッドに接続されたボンディングワイヤ（９０）と
   前記半導体素子および前記ボンディングワイヤを封止する封止樹脂体（３０）と、
   を備え、
   前記外周領域は、高温領域（４６１）と、素子駆動時において前記高温領域よりも温度が低い低温領域（４６２）と、を有し、
   前記パッドは、前記低温領域上に配置されている、半導体装置。
2. 前記ボンディングワイヤにおける前記パッドとの接合部の周囲に設けられて、前記封止樹脂体と前記ボンディングワイヤとの間に介在し、前記封止樹脂体の膨張収縮から前記ボンディングワイヤを保護する保護部（３５）を備える、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記保護部は、前記封止樹脂体よりも線膨張係数が小さい、請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記保護部は、前記封止樹脂体よりも剛性が低い、請求項２に記載の半導体装置。
5. 前記保護部は、空洞部である、請求項２に記載の半導体装置。
6. 前記ボンディングワイヤは、前記パッドとの接合部よりも先端側に設けられ、上面に開口する切り欠き（９４）を有する、請求項１に記載の半導体装置。
7. 前記ボンディングワイヤの表面を覆い、前記ボンディングワイヤと前記封止樹脂体との密着を阻害する密着阻害膜（９５）を備える、請求項１に記載の半導体装置。
8. 前記半導体素子は、前記一面上に配置された前記主電極である第１主電極と、前記一面とは反対の面である裏面上に配置された第２主電極（４３）を有しており、
   前記第１主電極に電気的に接続された第１配線部材（５０）と、
   前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
   前記第１主電極と前記第１配線部材との間に介在し、端面のひとつが前記第１主電極に接続され、前記端面の他のひとつが前記第１配線部材に接続された導電スペーサ（７０）と、を備え、
   前記導電スペーサは、前記端面に連なる側面のうち、前記パッドとの対向面を除く面に設けられた粗化部（７１）と、前記パッドとの対向面に設けられた非粗化部（７２）を有している、請求項１に記載の半導体装置。

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