JP6203307B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1及び図2は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の外観及び構成を示す斜視図である。本実施の形態では、図1に示すように、それぞれが絶縁性の封止樹脂21をパッケージ部材として備える複数の半導体装置1が配列されることによりインバータが構成されている。図2は、封止樹脂21の図示を省略した半導体装置1の斜視図であり、図3は、封止樹脂21の図示を省略した半導体装置1の別例を示す斜視図である。
図6は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態1で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図7は、本発明の実施の形態3に係る半導体装置の構成を示す上面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態1で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図9は、本発明の実施の形態4に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態1で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図10及び図11は、本発明の実施の形態5に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態1で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
図12〜図14は、本発明の実施の形態6に係る半導体装置の構成を詳細に示す断面図及び上面図である。図12及び図13は、それぞれ図14に示す平面図に付されたA−A’線及びB−B’線に沿った断面図である。図12〜図14に示すように、半導体装置1は、第1ヒートシンク41を備えている。この第1ヒートシンク41は、線膨張係数が約7〜10ppm/℃と比較的低いAlSiC、Cu−CuMo−Cu、Moを主成分とする合金、Fe若しくはそれを主成分とする合金、または、W若しくはそれを主成分とする合金から構成されている。なお、熱抵抗を低減する観点から、第1ヒートシンク41の厚さは1〜5mmとすることが好ましい。
図17は、本発明の実施の形態7に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態6で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態6と異なる点を中心に説明する。
図18は、本発明の実施の形態8に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態6で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態6と異なる点を中心に説明する。
図19は、本発明の実施の形態9に係る半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態6で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付し、実施の形態6と異なる点を中心に説明する。
Claims (15)
- Siを含む第1及び第2半導体素子と、
AlSiC、Cu−CuMo−Cuの層構造、Moを主成分とする合金、Fe若しくはそれを主成分とする合金、または、W若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記第1及び第2半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみ第1はんだを介して設けられたヒートシンクと、
前記第1及び第2半導体素子に第2はんだにより接合された第1端子と、
前記第1半導体素子にワイヤにより接続された第2端子と、
前記ヒートシンクの裏面に第1絶縁層を介して接合された銅板と、
前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第1及び第2半導体素子、前記第1及び第2端子、並びに、前記銅板を覆う樹脂と、
前記ヒートシンクの側面以外の面に、スパッタリング、蒸着またはめっきにより形成され、前記第1はんだと接続されたCu、Al、AgまたはAuからなる導電膜と
を備える半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置であって、
前記第1及び第2半導体素子の少なくとも一方がSiCからなる、半導体装置。 - 請求項1または請求項2に記載の半導体装置であって、
前記第1半導体素子と前記ヒートシンクとの間、及び、前記第2半導体素子と前記ヒートシンクとの間は、一つの前記第1はんだにより接合されている、半導体装置。 - 請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記樹脂に、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、半導体装置。 - 請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記第1及び第2端子はAlまたはCuから構成されている、半導体装置。 - 請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記ヒートシンクに、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、半導体装置。 - 平面部分を有する第1端子と、
前記平面部分の表面に第1はんだにより接合されたSiを含む第1及び第2半導体素子と、
AlSiC、Cu−CuMo−Cuの層構造、Moを主成分とする合金、Fe若しくはそれを主成分とする合金、または、W若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記平面部分の裏面に接合される第1絶縁層を介して、前記第1及び第2半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみ設けられたヒートシンクと、
前記第1半導体素子にワイヤにより接続された第2端子と、
前記第1及び第2半導体素子に第2はんだにより接合された第3端子と、
前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第1及び第2半導体素子、並びに、前記第1乃至第3端子を覆う樹脂と
を備え、
前記ヒートシンクのうち前記樹脂から側方に突出した部分に、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置であって、
前記第1及び第2半導体素子の少なくとも一方がSiCからなる、半導体装置。 - 請求項7または請求項8に記載の半導体装置であって、
前記樹脂に、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、半導体装置。 - 請求項7から請求項9のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記ヒートシンクは前記樹脂表面から突出している、半導体装置。 - 請求項7から請求項10のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記樹脂から露出して、前記ヒートシンクと一体化されたフィン部をさらに備える、半導体装置。 - 請求項7から請求項11のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記第1端子、前記第2端子及び前記第3端子はAlまたはCuから構成されている、半導体装置。 - 請求項1から請求項12のうちのいずれか1項に記載の半導体装置であって、
前記第1半導体素子は半導体スイッチング素子であり、
前記第2半導体素子は、前記半導体スイッチング素子の還流ダイオードである、半導体装置。 - (a)Siを含む第1及び第2半導体素子を準備する工程と、
(b)AlSiC、Cu−CuMo−Cuの層構造、Moを主成分とする合金、Fe若しくはそれを主成分とする合金、または、W若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記第1及び第2半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみ第1はんだを介してヒートシンクが設けられる工程と、
(c)前記第1及び第2半導体素子に第2はんだにより第1端子が接合される工程と、
(d)前記第1半導体素子に第2端子がワイヤにより接続される工程と、
(e)前記ヒートシンクの裏面に第1絶縁層を介して銅板が接合される工程と、
(f)前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第1及び第2半導体素子、前記第1及び第2端子、並びに、前記銅板を樹脂により覆う工程と、
(g)前記第1はんだと接続されたCu、Al、AgまたはAuからなる導電膜を、前記ヒートシンクの側面以外の面に、スパッタリング、蒸着またはめっきにより形成される工程と
を備える、半導体装置の製造方法。 - (a)平面部分を有する第1端子の前記平面部分の表面にSiを含む第1及び第2半導体素子が第1はんだにより接合される工程と、
(b)AlSiC、Cu−CuMo−Cuの層構造、Moを主成分とする合金、Fe若しくはそれを主成分とする合金、または、W若しくはそれを主成分とする合金からなり、前記平面部分の裏面に接合される第1絶縁層を介して、前記第1及び第2半導体素子の表面側及び裏面側のうち裏面側にのみヒートシンクが設けられる工程と、
(c)前記第1半導体素子に第2端子がワイヤにより接続される工程と、
(d)前記第1及び第2半導体素子に第3端子が第2はんだにより接合される工程と、
(e)前記ヒートシンクの裏面を露出する状態で、前記ヒートシンク、前記第1及び第2半導体素子、並びに、前記第1乃至第3端子を樹脂により覆う工程と
を備え、
前記ヒートシンクのうち前記樹脂から側方に突出した部分に、前記半導体装置を固定するための組立穴が設けられている、半導体装置の製造方法。
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