JP7137558B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1~図10は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置A1は、基板1、表面導電層2、裏面導電層3、スイッチング素子4、ドレイン端子51、ゲート端子52、ソース端子53、ソースセンス端子54、ゲートワイヤ62、複数のソースワイヤ63、ソースセンスワイヤ64および封止樹脂7を備えている。
図11は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置を示している。
図12は、本開示の第3実施形態に係る半導体装置を示している。
図13は、本開示の第4実施形態に係る半導体装置を示している。
図14は、本開示の第5実施形態に係る半導体装置を示している。
図15は、本開示の第6実施形態に係る半導体装置を示している。
図16は、本開示の第7実施形態に係る半導体装置を示している。
図17は、本開示の第8実施形態に係る半導体装置を示している。
図18は、本開示の第9実施形態に係る半導体装置を示している。
図19は本開示の第10実施形態に係る半導体装置を示している。
図20は本開示の第11実施形態に係る半導体装置を示している。
[付記1]
第1電極、第2電極および第3電極を有するスイッチング素子であって、前記第1電極および前記第3電極間に電位差を与えた状態で前記第2電極および前記第3電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1電極および前記第3電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
表面および裏面を有し、絶縁性材料からなる基板と、
前記基板の前記表面に形成された表面導電層であって、前記スイッチング素子の前記第1電極が接合された第1電極部を含む表面導電層と、
前記第1電極部を介して前記第1電極と導通する第1端子と、
前記第2電極と導通する第2端子と、
前記第3電極と導通する第3端子と、
前記表面導電層の少なくとも一部、前記第1ないし第3端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第1ないし第3端子は各々、前記基板の厚さ方向と直角である第1方向に沿って前記封止樹脂から同じ側に突出しており、
前記第1ないし第3端子は、前記厚さ方向および前記第1方向のいずれにも直角である第2方向に互いに離間しており、
前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記封止樹脂は、
前記第2方向における前記第1端子と前記第3端子との間に、前記第1方向において前記第1端子および前記第3端子の前記スイッチング素子側に位置する根元側部と、
前記第1方向において前記第1および前記第3端子の前記封止樹脂から露出した先端側に位置する先端側部と、を有する、半導体装置。
[付記2]
前記第1端子と前記第3端子との間の前記封止樹脂の沿面距離は、前記第1端子と前記第3端子との距離よりも長い、付記1に記載の半導体装置。
[付記3]
前記封止樹脂は、前記第1方向に対して直角である端面を有する、付記1または2に記載の半導体装置。
[付記4]
前記封止樹脂は、少なくとも1つの凸部を有し、前記少なくとも1つの凸部の各々は、前記第1方向において前記端面から前記第1端子の先端側に突出しており、
前記端面が前記根元側部であり、前記少なくとも1つの凸部のいずれか1つの先端側の端面が前記先端側部である、付記3に記載の半導体装置。
[付記5]
前記封止樹脂の前記少なくとも1つの凸部は、第1凸部および第2凸部を有しており、
前記第1凸部から前記第1端子が突出しており、
前記第2凸部から前記第3端子が突出している、付記4に記載の半導体装置。
[付記6]
前記封止樹脂には、前記端面から前記第1方向に凹む凹部が形成されており、
前記凹部の最奥部が前記根元側部であり、前記端面が前記先端側部である、付記3に記載の半導体装置。
[付記7]
前記第3電極と導通する第4端子を更に有するとともに、前記第3端子は前記第1端子と隣り合っており、
前記第1端子と前記第3端子との前記第2方向における距離は、前記第3端子と前記第2端子および前記第4端子のうち前記第3端子と隣り合うものとの前記第2方向における距離よりも大である、付記1ないし6のいずれかに記載の半導体装置。
[付記8]
前記第1端子と前記第3端子との前記第2方向における距離は、前記第2端子と前記第4端子との前記第2方向における距離よりも大である、付記7に記載の半導体装置。
[付記9]
前記第4端子は、前記第3端子と隣り合っている、付記7ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
[付記10]
前記第3電極と前記第3端子の先端との間の抵抗およびインダクタンスは、それぞれ、前記第3電極と前記第4端子の先端との間の抵抗およびインダクタンスよりも小である、付記7ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
[付記11]
前記第3端子と前記第4端子とは、前記第3電極を含む導通経路のみによって導通している、付記10に記載の半導体装置。
[付記12]
前記第3端子の前記第2方向における中心線を前記第1方向に延長させた仮想線は、前記スイッチング素子と交差する、付記1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
[付記13]
前記第1端子の前記第2方向における中心線を前記第1方向に延長させた仮想線は、前記スイッチング素子と交差しない、付記12に記載の半導体装置。
[付記14]
前記表面導電層は、前記第1電極部と離間する孤立部であって前記第1電極部と絶縁された孤立部を有しており、
前記孤立部は、前記封止樹脂から部分的に露出している、付記1ないし13のいずれかに記載の半導体装置。
[付記15]
前記スイッチング素子は、矩形状であり、4つの外端縁を有し、
前記4つの外端縁の各々は、前記第1方向または前記第2方向に沿って配置されている、付記1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
[付記16]
前記スイッチング素子は、矩形状であり、4つの外端縁を有し、
前記4つの外端縁の各々は、前記第1方向および前記第2方向のいずれに対しても傾斜している、付記1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
[付記17]
前記第1電極部には、前記スイッチング素子の前記外端縁に平行である斜辺を有する切欠き部が形成されている、付記16に記載の半導体装置。
[付記18]
前記第1端子と前記第3端子とは、前記厚さ方向において互いに異なる位置において前記封止樹脂から突出している、付記1ないし17のいずれかに記載の半導体装置。
[付記19]
前記表面導電層は、前記第1電極部から離間する第3電極部であって前記第3端子が接合された第3電極部を含む、付記1ないし18のいずれかに記載の半導体装置。
[付記20]
前記表面導電層は、
前記第1電極部から離間する第2電極部であって前記第2端子が接合された第2電極部と、
前記第1電極部及び前記第3電極部から離間する補助第3電極部であって第4端子が接合された補助第3電極部と、を含む、付記19に記載の半導体装置。
[付記21]
第1電極、第2電極および第3電極を有するスイッチング素子であって、前記第1電極および前記第3電極間に電位差を与えた状態で前記第2電極および前記第3電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1電極および前記第3電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
表面および裏面を有し、絶縁性材料からなる基板と、
前記基板の前記表面に形成された表面導電層であって、且つ前記スイッチング素子の前記第1電極が接合された第1電極部を含む表面導電層と、
前記第1電極部を介して前記第1電極と導通する第1端子と、
前記第2電極と導通する第2端子と、
前記第3電極と導通する第3端子と、
前記表面導電層の少なくとも一部、前記第1ないし第3端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第1ないし第3端子は各々、前記基板の厚さ方向と直角である第1方向に沿って前記封止樹脂から同じ側に突出しており、
前記第1ないし第3端子は、前記厚さ方向および前記第1方向のいずれにも直角である第2方向に互いに離間しており、
前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記第1端子と前記第3端子との前記第2方向における距離は、前記第3端子と前記第2端子との前記第2方向における距離よりも大である、半導体装置。
[付記22]
前記第3電極と導通し前記第3端子よりも前記第1端子から離れた位置に配置された第4端子を更に有するとともに、前記第3端子は前記第1端子と隣り合っている、付記21に記載の半導体装置。
[付記23]
前記スイッチング素子は、SiCスイッチング素子である、付記1ないし22のいずれかに記載の半導体装置。
[付記24]
前記第1端子は前記スイッチング素子のドレイン端子であり、前記第2端子は前記スイッチング素子のゲート端子であり、前記第3端子は前記スイッチング素子のソース端子である、付記1ないし23のいずれかに記載の半導体装置。
[付記25]
前記ソース端子が前記封止樹脂から露出する箇所は、前記第1方向視において前記封止樹脂の略中央に配置されている、付記24に記載の半導体装置。
[付記26]
前記基板の前記裏面に形成され、前記封止樹脂から露出する裏面導電層を更に備える、付記1ないし25のいずれかに記載の半導体装置。
[付記27]
第1電極、第2電極および第3電極を有するスイッチング素子であって、前記第1電極および前記第3電極間に電位差を与えた状態で前記第2電極および前記第3電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1電極および前記第3電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の前記第1電極が接合された第1電極部を含む第1端子と、
前記第2電極と導通する第2端子と、
前記第3電極と導通する第3端子と、
前記第1電極部の少なくとも一部、前記第1ないし第3端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第1ないし第3端子は各々、前記スイッチング素子の厚さ方向と直角である第1方向に沿って前記封止樹脂から同じ側に突出しており、
前記第1ないし第3端子は、前記厚さ方向および前記第1方向のいずれにも直角である第2方向に互いに離間しており、
前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記封止樹脂は、
前記第2方向における前記第1端子と前記第3端子との間に、前記第1方向において前記第1端子および前記第3端子の前記スイッチング素子側に位置する根元側部と、
前記第1方向において前記第1およびまたは前記第3端子の前記封止樹脂から露出した先端側に位置する先端側部と、を有する、半導体装置。
[付記28]
前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記第3端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も中央側に位置し、
前記第1端子と前記第3端子との前記第2方向における距離は、前記第3端子と前記第2端子の前記第2方向における距離よりも大である、付記27に記載の半導体装置。
[付記29]
第1電極、第2電極および第3電極を有するスイッチング素子であって、前記第1電極および前記第3電極間に電位差を与えた状態で前記第2電極および前記第3電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1電極および前記第3電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の前記第1電極が接合された第1電極部を含む第1端子と、
前記第2電極と導通する第2端子と、
前記第3電極と導通する第3端子と、
前記第3電極と導通する第4端子と、
前記第1電極部の少なくとも一部および前記第1ないし第4端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第1ないし第4端子は各々、前記スイッチング素子の厚さ方向と直角である第1方向に沿って前記封止樹脂から同じ側に突出しており、
前記第1ないし第4端子は、前記厚さ方向および前記第1方向のいずれにも直角である第2方向に互いに離間しており、
前記第2方向において、前記第3端子は前記第1ないし第4端子の中で最も中央側に位置し、
前記第3電極と前記第3端子との間のインダクタンスが前記第3電極と前記第4端子との間のインダクタンスよりも小さい、半導体装置。
Claims (23)
- 第1電極、第2電極および第3電極を有するスイッチング素子であって、前記第1電極および前記第3電極間に電位差を与えた状態で前記第2電極および前記第3電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1電極および前記第3電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
表面および裏面を有し、絶縁性材料からなる基板と、
前記基板の前記表面に形成された表面導電層であって、前記スイッチング素子の前記第1電極が接合された第1電極部を含む表面導電層と、
前記第1電極部を介して前記第1電極と導通する第1端子と、
前記第2電極と導通する第2端子と、
前記第3電極と導通する第3端子と、
前記表面導電層の少なくとも一部、前記第1ないし第3端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第1ないし第3端子は各々、前記基板の厚さ方向と直角である第1方向に沿って前記封止樹脂から同じ側に突出しており、
前記第1ないし第3端子は、前記厚さ方向および前記第1方向のいずれにも直角である第2方向に互いに離間しており、
前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記封止樹脂は、
前記第2方向における前記第1端子と前記第3端子との間に、前記第1方向において前記第1端子および前記第3端子の前記スイッチング素子側に位置する根元側部と、
前記第1方向において前記第1および前記第3端子の前記封止樹脂から露出した先端側に位置する先端側部と、を有し、
前記第1と前記第3端子とは、前記封止樹脂の前記第1方向における同じ側で前記第2方向において互いに隣り合っており、且つ前記第1端子と前記第2端子および前記第3端子とは、前記厚さ方向において互いに異なる位置において前記封止樹脂から前記第1方向において同じ側に突出しており、
前記封止樹脂は、前記第1方向に対して直角である端面と、前記第1方向において前記端面から前記第1端子の先端側に突出する第1凸部および第2凸部と、を有しており、
前記第1凸部から前記第1端子が突出しており、
前記第2凸部から前記第2端子および前記第3端子が突出しており、
前記第1凸部および前記第2凸部の前記第1方向先端部分のうち前記第2方向において前記第1端子と前記第3端子との間に位置する部分が、前記先端側部をそれぞれ構成している、半導体装置。 - 前記第1端子と前記第3端子との間の前記封止樹脂の沿面距離は、前記第1端子と前記第3端子との距離よりも長い、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記封止樹脂は、前記第1方向に対して直角である端面を有する、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記第3電極と導通する第4端子を更に有するとともに、前記第3端子は前記第1端子と隣り合っており、
前記第1端子と前記第3端子との前記第2方向における距離は、前記第3端子と前記第2端子および前記第4端子のうち前記第3端子と隣り合うものとの前記第2方向における距離よりも大である、請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1端子と前記第3端子との前記第2方向における距離は、前記第2端子と前記第4端子との前記第2方向における距離よりも大である、請求項4に記載の半導体装置。
- 前記第4端子は、前記第3端子と隣り合っている、請求項4または5に記載の半導体装置。
- 前記第3電極と前記第3端子の先端との間の抵抗およびインダクタンスは、それぞれ、前記第3電極と前記第4端子の先端との間の抵抗およびインダクタンスよりも小である、請求項4ないし6のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第3端子と前記第4端子とは、前記第3電極を含む導通経路のみによって導通している、請求項7に記載の半導体装置。
- 前記第3端子の前記第2方向における中心線を前記第1方向に延長させた仮想線は、前記スイッチング素子と交差する、請求項1ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第1端子の前記第2方向における中心線を前記第1方向に延長させた仮想線は、前記スイッチング素子と交差しない、請求項9に記載の半導体装置。
- 前記表面導電層は、前記第1電極部と離間する孤立部であって前記第1電極部と絶縁された孤立部を有しており、
前記孤立部は、前記封止樹脂から部分的に露出している、請求項1ないし10のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記スイッチング素子は、矩形状であり、4つの外端縁を有し、
前記4つの外端縁の各々は、前記第1方向または前記第2方向に沿って配置されている、請求項1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記スイッチング素子は、矩形状であり、4つの外端縁を有し、
前記4つの外端縁の各々は、前記第1方向および前記第2方向のいずれに対しても傾斜している、請求項1ないし11のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1電極部には、前記スイッチング素子の前記外端縁に平行である斜辺を有する切欠き部が形成されている、請求項13に記載の半導体装置。
- 前記表面導電層は、前記第1電極部から離間する第3電極部であって前記第3端子が接合された第3電極部を含む、請求項4ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記表面導電層は、
前記第1電極部から離間する第2電極部であって前記第2端子が接合された第2電極部と、
前記第1電極部及び前記第3電極部から離間する補助第3電極部であって前記第4端子が接合された補助第3電極部と、を含む、請求項15に記載の半導体装置。 - 前記スイッチング素子は、SiCスイッチング素子である、請求項1ないし16のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第1端子は前記スイッチング素子のドレイン端子であり、前記第2端子は前記スイッチング素子のゲート端子であり、前記第3端子は前記スイッチング素子のソース端子である、請求項1ないし17のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記ソース端子が前記封止樹脂から露出する箇所は、前記第1方向視において前記封止樹脂の略中央に配置されている、請求項18に記載の半導体装置。
- 前記基板の前記裏面に形成され、前記封止樹脂から露出する裏面導電層を更に備える、請求項1ないし19のいずれかに記載の半導体装置。
- 第1電極、第2電極および第3電極を有するスイッチング素子であって、前記第1電極および前記第3電極間に電位差を与えた状態で前記第2電極および前記第3電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1電極および前記第3電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子の前記第1電極が接合された第1電極部を含む第1端子と、
前記第2電極と導通する第2端子と、
前記第3電極と導通する第3端子と、
前記第1電極部の少なくとも一部、前記第1ないし第3端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第1ないし第3端子は各々、前記スイッチング素子の厚さ方向と直角である第1方向に沿って前記封止樹脂から同じ側に突出しており、
前記第1ないし第3端子は、前記厚さ方向および前記第1方向のいずれにも直角である第2方向に互いに離間しており、
前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記封止樹脂は、
前記第2方向における前記第1端子と前記第3端子との間に、前記第1方向において前記第1端子および前記第3端子の前記スイッチング素子側に位置する根元側部と、
前記第1方向において前記第1およびまたは前記第3端子の前記封止樹脂から露出した先端側に位置する先端側部と、を有し、
前記第1と前記第3端子とは、前記封止樹脂の前記第1方向における同じ側で前記第2方向において互いに隣り合っており、且つ前記第1端子と前記第2端子および前記第3端子とは、前記厚さ方向において互いに異なる位置において前記封止樹脂から前記第1方向において同じ側に突出しており、
前記封止樹脂は、前記第1方向に対して直角である端面と、前記第1方向において前記端面から前記第1端子の先端側に突出する第1凸部および第2凸部と、を有しており、
前記第1凸部から前記第1端子が突出しており、
前記第2凸部から前記第2端子および前記第3端子が突出しており、
前記第1凸部および前記第2凸部の前記第1方向先端部分のうち前記第2方向において前記第1端子と前記第3端子との間に位置する部分が、前記先端側部をそれぞれ構成している、半導体装置。 - 前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記第3端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も中央側に位置し、
前記第1端子と前記第3端子との前記第2方向における距離は、前記第3端子と前記第2端子の前記第2方向における距離よりも大である、請求項21に記載の半導体装置。 - 第1電極、第2電極および第3電極を有するスイッチング素子であって、前記第1電極および前記第3電極間に電位差を与えた状態で前記第2電極および前記第3電極間に駆動電圧を与えることによって、前記第1電極および前記第3電極間がオン/オフ制御されるスイッチング素子と、
表面および裏面を有し、絶縁性材料からなる基板と、
前記基板の前記表面に形成された表面導電層であって、前記スイッチング素子の前記第1電極が接合された第1電極部を含む表面導電層と、
前記第1電極部を介して前記第1電極と導通する第1端子と、
前記第2電極と導通する第2端子と、
前記第3電極と導通する第3端子と、
前記表面導電層の少なくとも一部、前記第1ないし第3端子の一部ずつおよび前記スイッチング素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第1ないし第3端子は各々、前記基板の厚さ方向と直角である第1方向に沿って前記封止樹脂から同じ側に突出しており、
前記第1ないし第3端子は、前記厚さ方向および前記第1方向のいずれにも直角である第2方向に互いに離間しており、
前記第1端子は、前記第2方向において、前記第1ないし第3端子の中で最も外側に位置し、
前記封止樹脂は、
前記第2方向における前記第1端子と前記第3端子との間に、前記第1方向において前記第1端子および前記第3端子の前記スイッチング素子側に位置する根元側部と、
前記第1方向において前記第1および前記第3端子の前記封止樹脂から露出した先端側に位置する先端側部と、を有し、
前記スイッチング素子は、矩形状であり、4つの外端縁を有し、
前記4つの外端縁の各々は、前記第1方向および前記第2方向のいずれに対しても傾斜しており、
前記第1電極部には、前記スイッチング素子の前記外端縁に平行である斜辺を有する切欠き部が形成されている、半導体装置。
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