JP7165612B2 - Semiconductor capacitor device and semiconductor capacitor device module - Google Patents

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Description

本発明は、半導体コンデンサ装置及び半導体コンデンサ装置モジュールに関する。 The present invention relates to a semiconductor capacitor device and a semiconductor capacitor device module.

従来より、キャパシタ動作時の発熱を低減する発明が知られている(特許文献1)。特許文献1に記載された発明は、キャパシタの誘電層に凹凸構造を形成し、凹凸構造の向きを上部電極から下部電極へ向かう向きと直交させ、等価直列抵抗を低減している。 Conventionally, an invention for reducing heat generation during operation of a capacitor is known (Patent Document 1). In the invention described in Patent Document 1, an uneven structure is formed in a dielectric layer of a capacitor, and the direction of the uneven structure is perpendicular to the direction from the upper electrode to the lower electrode, thereby reducing the equivalent series resistance.

特開2016-195161号公報JP 2016-195161 A

しかしながら、特許文献1に記載された上部電極と下部電極とは、キャパシタの両端に位置する構造であるため、これらの電極を外部端子に接続した際に電流経路のインダクタンスが大きくなる。これにより、キャパシタ動作時の電流によって生じるサージ電圧が大きくなるおそれがある However, since the upper electrode and the lower electrode described in Patent Document 1 are positioned at both ends of the capacitor, the inductance of the current path increases when these electrodes are connected to external terminals. This may increase the surge voltage generated by the current during capacitor operation.

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、等価直列抵抗の低減及びインダクタンスの低減を両立させることができる半導体コンデンサ装置及び半導体コンデンサ装置モジュールを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor capacitor device and a semiconductor capacitor device module capable of achieving both a reduction in equivalent series resistance and a reduction in inductance.

本発明の一態様に係る半導体コンデンサ装置は、半導体基板と、半導体基板の内部に形成された誘電層と、誘電層を挟む第1電極及び、第1電極とは異なる極性を有する第2電極とを備え、少なくとも1つの第1電極の一部が、半導体基板の主面に配置され、少なくとも2つの第2電極の一部が、主面に配置された第1電極を挟むように主面に配置された半導体コンデンサと、第1電極に接合される第1金属端子と、第2電極のそれぞれに接合される第2金属端子と、を備える。 A semiconductor capacitor device according to an aspect of the present invention includes a semiconductor substrate, a dielectric layer formed inside the semiconductor substrate, a first electrode sandwiching the dielectric layer, and a second electrode having a polarity different from that of the first electrode. wherein a portion of at least one first electrode is arranged on the main surface of the semiconductor substrate, and portions of at least two second electrodes are arranged on the main surface so as to sandwich the first electrodes arranged on the main surface A semiconductor capacitor arranged, a first metal terminal joined to the first electrode, and a second metal terminal joined to each of the second electrodes.

本発明によれば、等価直列抵抗の低減及びインダクタンスの低減を両立させることができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both a reduction in equivalent series resistance and a reduction in inductance.

図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体コンデンサ装置の平面図である。1 is a plan view of a semiconductor capacitor device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 図2は、本発明の第1実施形態に係る半導体コンデンサ装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the semiconductor capacitor device according to the first embodiment of the invention. 図3は、本発明の第1実施形態に係る半導体コンデンサ装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the semiconductor capacitor device according to the first embodiment of the invention. 図4は、本発明の第1実施形態に係る半導体コンデンサ装置の側面図である。FIG. 4 is a side view of the semiconductor capacitor device according to the first embodiment of the invention. 図5は、本発明の第1実施形態に係る半導体コンデンサ装置の側面図である。FIG. 5 is a side view of the semiconductor capacitor device according to the first embodiment of the invention. 図6は、本発明の第2実施形態に係る半導体コンデンサ装置の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a semiconductor capacitor device according to a second embodiment of the invention. 図7は、本発明の第2実施形態に係る半導体コンデンサ装置の側面図である。FIG. 7 is a side view of a semiconductor capacitor device according to a second embodiment of the invention. 図8は、本発明の第2実施形態に係る半導体コンデンサ装置の側面図である。FIG. 8 is a side view of a semiconductor capacitor device according to a second embodiment of the invention. 図9は、本発明の第3実施形態に係る半導体コンデンサ装置の平面図である。FIG. 9 is a plan view of a semiconductor capacitor device according to a third embodiment of the invention. 図10は、本発明の第3実施形態に係る半導体コンデンサ装置の断面図であって、図9のA-A線断面図である。10 is a cross-sectional view of a semiconductor capacitor device according to a third embodiment of the present invention, taken along line AA of FIG. 9. FIG. 図11は、本発明の第3実施形態に係る半導体コンデンサ装置の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a semiconductor capacitor device according to a third embodiment of the invention. 図12は、本発明の第3実施形態に係る半導体コンデンサ装置の断面図であって、図11のA-A線断面図である。12 is a cross-sectional view of a semiconductor capacitor device according to a third embodiment of the present invention, taken along line AA of FIG. 11. FIG. 図13は、本発明の第4実施形態に係る半導体コンデンサ装置の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor capacitor device according to a fourth embodiment of the invention. 図14は、本発明の第5実施形態に係る半導体コンデンサ装置の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of a semiconductor capacitor device according to a fifth embodiment of the invention. 図15は、本発明の第5実施形態に係る半導体コンデンサ装置モジュールの断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of a semiconductor capacitor device module according to a fifth embodiment of the invention. 図16は、本発明の第5実施形態に係る半導体コンデンサ装置モジュールの側面図である。FIG. 16 is a side view of a semiconductor capacitor device module according to a fifth embodiment of the invention. 図17は、本発明の第6実施形態に係る半導体コンデンサ装置モジュールの平面図である。FIG. 17 is a plan view of a semiconductor capacitor device module according to a sixth embodiment of the invention. 図18は、本発明の第6実施形態に係る半導体コンデンサ装置モジュールの断面図であって、図17のA-A線断面図である。18 is a cross-sectional view of a semiconductor capacitor device module according to a sixth embodiment of the present invention, taken along line AA of FIG. 17. FIG. 図19は、本発明の他の実施形態に係る半導体コンデンサ装置の平面図である。FIG. 19 is a plan view of a semiconductor capacitor device according to another embodiment of the invention. 図20は、本発明の他の実施形態に係る半導体コンデンサ装置の側面図である。FIG. 20 is a side view of a semiconductor capacitor device according to another embodiment of the invention. 図21は、本発明の他の実施形態に係る半導体コンデンサ装置の平面図である。FIG. 21 is a plan view of a semiconductor capacitor device according to another embodiment of the invention. 図22は、本発明の他の実施形態に係る半導体コンデンサ装置の側面図である。FIG. 22 is a side view of a semiconductor capacitor device according to another embodiment of the invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

(第1実施形態)
(半導体コンデンサ装置の構成例)
図1~図2を参照して、本発明の第1実施形態に係る半導体コンデンサ装置を説明する。半導体コンデンサは、半導体基板1を備える。本実施形態において、半導体基板1はケイ素(Si)からなるが、これに限定されない。半導体基板1は、炭化ケイ素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)などで構成されてもよい。なお、本実施形態では、xyz直交座標系を用いて半導体コンデンサ装置を説明する。半導体コンデンサ装置の幅方向をx軸方向とする。また、x軸方向に直交して、半導体コンデンサ装置の前後方向をz軸方向、x軸方向及びz軸方向に直交し、半導体コンデンサ装置の高さ方向をy軸方向とする。
(First embodiment)
(Configuration example of a semiconductor capacitor device)
A semiconductor capacitor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. A semiconductor capacitor comprises a semiconductor substrate 1 . In this embodiment, the semiconductor substrate 1 is made of silicon (Si), but is not limited to this. The semiconductor substrate 1 may be made of silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), or the like. In this embodiment, the semiconductor capacitor device will be described using an xyz orthogonal coordinate system. The width direction of the semiconductor capacitor device is defined as the x-axis direction. Further, the front-rear direction of the semiconductor capacitor device which is perpendicular to the x-axis direction is the z-axis direction, the x-axis direction and the z-axis direction are perpendicular to each other, and the height direction of the semiconductor capacitor device is the y-axis direction.

半導体基板1は、主面2と、主面2に対向する裏面(図1では不図示)とを備え、半導体基板1の形状は平板状である。本実施形態において、主面2及び裏面の形状は、四角形状であるが、これに限定されない。主面2及び裏面の形状は、円形であってもよい。 The semiconductor substrate 1 has a main surface 2 and a back surface (not shown in FIG. 1) facing the main surface 2, and the shape of the semiconductor substrate 1 is a flat plate. In this embodiment, the shape of the main surface 2 and the back surface is rectangular, but is not limited to this. The shape of the main surface 2 and the back surface may be circular.

図1では図示を省略するが、半導体基板1には溝が形成され、溝には誘電体からなる誘電層が形成される。誘電体は、特に限定されないが、例えばシリコン窒化膜(Si)、シリコン酸化膜(SiO)などからなる。誘電層は、高電位電極3および低電位電極4に接合される。更に、図1では図示を省略するが、溝の中の誘電層は1対の導体により挟持され、この1対の導体は誘電層により電気的に絶縁されている。誘電層及び誘電層を挟む1対の導体によってコンデンサが構成されている。1対の導体は、後述する高電位電極3及び低電位電極4の一部分である。 Although not shown in FIG. 1, a groove is formed in the semiconductor substrate 1, and a dielectric layer made of a dielectric material is formed in the groove. Although the dielectric is not particularly limited, it is composed of, for example, a silicon nitride film ( Si3N4 ), a silicon oxide film ( SiO2 ), or the like. The dielectric layer is joined to a high potential electrode 3 and a low potential electrode 4 . Furthermore, although not shown in FIG. 1, the dielectric layer in the groove is sandwiched between a pair of conductors, and the pair of conductors are electrically insulated by the dielectric layer. A capacitor is composed of a dielectric layer and a pair of conductors sandwiching the dielectric layer. A pair of conductors are part of a high potential electrode 3 and a low potential electrode 4, which will be described later.

図1及び図2に示すように、半導体基板1の主面2には、2つの高電位電極3と、1つの低電位電極4が配置される。高電位電極3は、低電位電極4を挟むように配置される。また、x軸方向に沿って、高電位電極3、低電位電極4、高電位電極3の順に配置される。主面2に配置される高電位電極3及び低電位電極4の形状は、特に限定されないが、例えば長方形状である。高電位電極3及び低電位電極4は、Al、Cu、Ti、Ni、Agなどからなる。なお、主面2には、高電位電極3の一部と、低電位電極4の一部が配置される。高電位電極3の残り部分と、低電位電極4の残り部分は、半導体基板1の内部に形成される。 As shown in FIGS. 1 and 2, two high potential electrodes 3 and one low potential electrode 4 are arranged on the main surface 2 of the semiconductor substrate 1 . The high potential electrodes 3 are arranged so as to sandwich the low potential electrodes 4 . Also, the high potential electrode 3, the low potential electrode 4, and the high potential electrode 3 are arranged in this order along the x-axis direction. Although the shape of the high potential electrode 3 and the low potential electrode 4 arranged on the main surface 2 is not particularly limited, it is rectangular, for example. The high potential electrode 3 and the low potential electrode 4 are made of Al, Cu, Ti, Ni, Ag, or the like. A portion of the high potential electrode 3 and a portion of the low potential electrode 4 are arranged on the main surface 2 . The rest of the high potential electrode 3 and the rest of the low potential electrode 4 are formed inside the semiconductor substrate 1 .

次に、図3~図5を参照して、本実施形態に係る半導体コンデンサと外部とを接続する金属端子について説明する。 Next, metal terminals for connecting the semiconductor capacitor according to the present embodiment to the outside will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG.

図3~図5に示すように、高電位電極3の表面には、高電位金属端子5(第1金属端子)が接合される。高電位電極3の表面とは、主面2と接する面とは逆方向の面である。同様に、低電位電極4の表面には、低電位金属端子6(第2金属端子)が接合される。図3~図5に示す例では、2つの高電位金属端子5及び1つの低電位金属端子6が接合される。つまり、高電位電極3のそれぞれに高電位金属端子5が接合される。なお、高電位金属端子5及び低電位金属端子6の接合には、周知の接合方法(金属接合、圧接)が用いられる。 As shown in FIGS. 3 to 5, a high potential metal terminal 5 (first metal terminal) is joined to the surface of the high potential electrode 3 . The surface of the high-potential electrode 3 is the surface opposite to the surface in contact with the main surface 2 . Similarly, a low potential metal terminal 6 (second metal terminal) is joined to the surface of the low potential electrode 4 . In the example shown in FIGS. 3-5, two high potential metal terminals 5 and one low potential metal terminal 6 are joined. That is, a high potential metal terminal 5 is joined to each of the high potential electrodes 3 . A well-known joining method (metal joining, pressure contact) is used for joining the high-potential metal terminal 5 and the low-potential metal terminal 6 .

また、図3~図4に示すように、高電位金属端子5及び低電位金属端子6は、z軸方向に沿って延伸される。なお、2つの高電位金属端子5は、終端で結合されてもよい。 Also, as shown in FIGS. 3 and 4, the high potential metal terminal 5 and the low potential metal terminal 6 are extended along the z-axis direction. Note that the two high-potential metal terminals 5 may be coupled at their ends.

(作用効果)
第1実施形態によれば、主面2に配置された2つの高電位電極3が、主面2に配置された1つの低電位電極4を挟む。これにより、高電位電極3から半導体基板1の内部の誘電層までの電流経路、及び誘電層から低電位電極4までの電流経路が短くなるため、等価直列抵抗(Equivalent Series Resistance)を低減することができる。
(Effect)
According to the first embodiment, two high potential electrodes 3 arranged on the principal surface 2 sandwich one low potential electrode 4 arranged on the principal surface 2 . As a result, the current path from the high potential electrode 3 to the dielectric layer inside the semiconductor substrate 1 and the current path from the dielectric layer to the low potential electrode 4 are shortened, so that the equivalent series resistance can be reduced. can be done.

また、第1実施形態によれば、高電位金属端子5及び低電位金属端子6は、同一方向(z方向)に沿って延伸される。これにより、図3に示すように、高電位金属端子5から半導体コンデンサへ流れる電流20と、半導体コンデンサから低電位金属端子6へ流れる電流21とが対向する。よって、相互インダクタンス効果により、高電位金属端子5から半導体コンデンサを経て低電位金属端子6に至るインダクタンスを低減することができる。同様に、高電位金属端子5から半導体コンデンサへ流れる電流30と、半導体コンデンサから低電位金属端子6へ流れる電流31も対向する。これにより、インダクタンスの低減効果が向上する。なお、電流20の向きと電流21の向きは、逆である。同様に電流30の向きと電流31の向きも、逆である。 Further, according to the first embodiment, the high potential metal terminal 5 and the low potential metal terminal 6 are extended along the same direction (z direction). As a result, as shown in FIG. 3, a current 20 flowing from the high-potential metal terminal 5 to the semiconductor capacitor and a current 21 flowing from the semiconductor capacitor to the low-potential metal terminal 6 face each other. Therefore, due to the mutual inductance effect, the inductance from the high potential metal terminal 5 to the low potential metal terminal 6 via the semiconductor capacitor can be reduced. Similarly, the current 30 flowing from the high-potential metal terminal 5 to the semiconductor capacitor and the current 31 flowing from the semiconductor capacitor to the low-potential metal terminal 6 also oppose each other. This improves the effect of reducing the inductance. Note that the direction of the current 20 and the direction of the current 21 are opposite. Similarly, the direction of the current 30 and the direction of the current 31 are also opposite.

(第2実施形態)
(半導体コンデンサ装置の構成例)
次に、図6~図8を参照して、本発明の第2実施形態に係る半導体コンデンサ装置を説明する。
(Second embodiment)
(Configuration example of a semiconductor capacitor device)
Next, a semiconductor capacitor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG.

第2実施形態では、高電位金属端子5及び低電位金属端子6は、y軸方向(主面2と直交する方向)に沿って延伸される。 In the second embodiment, the high-potential metal terminal 5 and the low-potential metal terminal 6 are extended along the y-axis direction (the direction perpendicular to the main surface 2).

(作用効果)
第2実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、高電位金属端子5及び低電位金属端子6は、同一方向に沿って延伸されていればよく、延伸する方向は、z軸方向でもよく、y軸方向でもよい。
(Effect)
Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. That is, the high-potential metal terminal 5 and the low-potential metal terminal 6 need only be extended along the same direction, and the extending direction may be the z-axis direction or the y-axis direction.

(第3実施形態)
(半導体コンデンサ装置の構成例)
次に、図9~図12を参照して、本発明の第3実施形態に係る半導体コンデンサ装置を説明する。
(Third Embodiment)
(Configuration example of a semiconductor capacitor device)
Next, a semiconductor capacitor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 12. FIG.

第3実施形態では、図9~10に示すように、半導体基板1の主面2の中央に、四角形状の高電位電極3が配置される。四角形状の高電位電極3を囲むように、中空の四角形状の低電位電極4が主面2に配置される。そして、中空の四角形状の低電位電極4を囲むように、中空の四角形状の高電位電極3が主面2に配置される。つまり、第3実施形態では、中央に配置された高電位電極3と、外側に配置された高電位電極3とによって囲まれるように低電位電極4が配置される。 In the third embodiment, as shown in FIGS. 9 to 10, a rectangular high-potential electrode 3 is arranged in the center of the main surface 2 of the semiconductor substrate 1. FIG. A hollow square low potential electrode 4 is arranged on the main surface 2 so as to surround the square high potential electrode 3 . A hollow square high-potential electrode 3 is arranged on the main surface 2 so as to surround the hollow square low-potential electrode 4 . That is, in the third embodiment, the low potential electrodes 4 are arranged so as to be surrounded by the high potential electrode 3 arranged in the center and the high potential electrodes 3 arranged outside.

また、第3実施形態では、図9~10に示す高電位電極3及び低電位電極4と同じ形状の金属端子が、高電位電極3及び低電位電極4に接合される。具体的には、図11~図12に示すように、四角形状の高電位金属端子5、中空の四角形状の低電位金属端子6、中空の四角形状の高電位金属端子5がそれぞれ、四角形状の高電位電極3、中空の四角形状の低電位電極4、中空の四角形状の高電位電極3に接合される。また、高電位金属端子5及び低電位金属端子6は、y軸方向(主面2と直交する方向)に沿って延伸される。 In addition, in the third embodiment, metal terminals having the same shape as the high potential electrode 3 and the low potential electrode 4 shown in FIGS. Specifically, as shown in FIGS. 11 and 12, a square high-potential metal terminal 5, a hollow square low-potential metal terminal 6, and a hollow square high-potential metal terminal 5 are each formed into a square shape. high potential electrode 3 , hollow square low potential electrode 4 , and hollow square high potential electrode 3 . Moreover, the high-potential metal terminal 5 and the low-potential metal terminal 6 are extended along the y-axis direction (the direction perpendicular to the main surface 2).

(作用効果)
第3実施形態によれば、2つの高電位電極3が1つの低電位電極4を囲むように配置される。これにより第1実施形態と比較して、高電位電極3から半導体基板1の内部の誘電層までの電流経路、及び誘電層から低電位電極4までの電流経路がさらに短くなるため、等価直列抵抗をより低減することができる。
(Effect)
According to the third embodiment, two high potential electrodes 3 are arranged to surround one low potential electrode 4 . As a result, compared with the first embodiment, the current path from the high potential electrode 3 to the dielectric layer inside the semiconductor substrate 1 and the current path from the dielectric layer to the low potential electrode 4 are further shortened. can be further reduced.

また、第3実施形態によれば、高電位金属端子5から半導体コンデンサへ流れる電流と、半導体コンデンサから低電位金属端子6へ流れる電流とが対向する面積が、第1実施形態と比較して大きくなる。よって、高電位金属端子5から半導体コンデンサを経て低電位金属端子6に至るインダクタンスをより低減することができる。 Further, according to the third embodiment, the area where the current flowing from the high-potential metal terminal 5 to the semiconductor capacitor faces the current flowing from the semiconductor capacitor to the low-potential metal terminal 6 is larger than in the first embodiment. Become. Therefore, the inductance from the high-potential metal terminal 5 to the low-potential metal terminal 6 via the semiconductor capacitor can be further reduced.

(第4実施形態)
(半導体コンデンサ装置の構成例)
次に、図13を参照して、本発明の第4実施形態に係る半導体コンデンサ装置を説明する。
(Fourth embodiment)
(Configuration example of a semiconductor capacitor device)
Next, a semiconductor capacitor device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第4実施形態では、半導体基板1の内部において、y軸方向(主面2と直交する方向)に誘電層7が形成される。誘電層7は、x軸方向において、高電位電極3および低電位電極4に挟まれるように、高電位電極3および低電位電極4に接合される。なお、半導体基板1の内部に形成される高電位電極3と、主面2に配置される高電位電極3とは、一体形成される。同様に、半導体基板1の内部に形成される低電位電極4と、主面2に配置される低電位電極4とは、一体形成される。 In the fourth embodiment, a dielectric layer 7 is formed inside the semiconductor substrate 1 in the y-axis direction (direction perpendicular to the main surface 2). Dielectric layer 7 is joined to high potential electrode 3 and low potential electrode 4 so as to be sandwiched between high potential electrode 3 and low potential electrode 4 in the x-axis direction. The high potential electrode 3 formed inside the semiconductor substrate 1 and the high potential electrode 3 arranged on the main surface 2 are integrally formed. Similarly, the low potential electrode 4 formed inside the semiconductor substrate 1 and the low potential electrode 4 arranged on the main surface 2 are integrally formed.

(作用効果)
第4実施形態によれば、誘電層7が主面2に対して垂直方向に形成されるため、高電位電極3のうち、主面2に配置された一部分の高電位電極3から誘電層7へ流れる電流経路と、誘電層7から主面2に配置された低電位電極4の一部分へ流れる電流経路とが、対向し相互インダクタンス効果により半導体コンデンサのインダクタンスを低減する。これにより、第1実施形態と比較して、高電位金属端子5から半導体コンデンサを経て低電位金属端子6に至るインダクタンスをさらに低減することができる。
(Effect)
According to the fourth embodiment, since the dielectric layer 7 is formed in the direction perpendicular to the main surface 2 , the dielectric layer 7 extends from a portion of the high potential electrode 3 arranged on the main surface 2 to the dielectric layer 7 . A current path flowing from the dielectric layer 7 to a portion of the low potential electrode 4 disposed on the main surface 2 opposes each other to reduce the inductance of the semiconductor capacitor due to the mutual inductance effect. As a result, the inductance from the high-potential metal terminal 5 to the low-potential metal terminal 6 via the semiconductor capacitor can be further reduced as compared with the first embodiment.

(第5実施形態)
(半導体コンデンサ装置の構成例)
次に、図14~図16を参照して、本発明の第5実施形態に係る半導体コンデンサ装置を説明する。
(Fifth embodiment)
(Configuration example of a semiconductor capacitor device)
Next, a semiconductor capacitor device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16. FIG.

第5実施形態では、図14に示すように、主面2に対向する裏面8に2つの高電位電極3と、1つの低電位電極4が配置される。主面2に配置される高電位電極3及び低電位電極4の個数及び形状は、裏面8に配置される高電位電極3及び低電位電極4の個数及び形状と同じである。図14に示す例では、主面2に2つの高電位電極3が配置され、裏面8にも2つの高電位電極3が配置される。また、主面2に1つの低電位電極4が配置され、裏面8にも1つの低電位電極4が配置される。主面2に配置される高電位電極3の形状は長方形状であり、裏面8に配置される高電位電極3の形状も長方形状である。また、主面2に配置される低電位電極4の形状は長方形状であり、裏面8に配置される低電位電極4の形状も長方形状である。なお、半導体基板1の内部に形成される高電位電極3と、主面2に配置される高電位電極3と、裏面8に配置される高電位電極3とは、一体形成される。同様に、半導体基板1の内部に形成される低電位電極4と、主面2に配置される低電位電極4と、裏面8に配置される低電位電極4とは、一体形成される。 In the fifth embodiment, as shown in FIG. 14, two high-potential electrodes 3 and one low-potential electrode 4 are arranged on the rear surface 8 facing the principal surface 2 . The number and shape of the high potential electrodes 3 and the low potential electrodes 4 arranged on the main surface 2 are the same as the number and shape of the high potential electrodes 3 and the low potential electrodes 4 arranged on the back surface 8 . In the example shown in FIG. 14, two high potential electrodes 3 are arranged on the main surface 2 and two high potential electrodes 3 are arranged on the back surface 8 as well. One low potential electrode 4 is arranged on the main surface 2 and one low potential electrode 4 is arranged on the back surface 8 as well. The shape of the high potential electrode 3 arranged on the main surface 2 is rectangular, and the shape of the high potential electrode 3 arranged on the back surface 8 is also rectangular. The shape of the low potential electrode 4 arranged on the main surface 2 is rectangular, and the shape of the low potential electrode 4 arranged on the back surface 8 is also rectangular. The high-potential electrode 3 formed inside the semiconductor substrate 1, the high-potential electrode 3 arranged on the main surface 2, and the high-potential electrode 3 arranged on the back surface 8 are integrally formed. Similarly, the low potential electrode 4 formed inside the semiconductor substrate 1, the low potential electrode 4 arranged on the main surface 2, and the low potential electrode 4 arranged on the back surface 8 are integrally formed.

第5実施形態では、図14に示す半導体コンデンサ装置をy軸方向に積層して、半導体コンデンサ装置モジュールを構成する。半導体コンデンサ装置モジュールを図15に示す。半導体コンデンサ装置の積層方法には、周知の方法(金属接合、圧接)が用いられる。 In the fifth embodiment, the semiconductor capacitor devices shown in FIG. 14 are stacked in the y-axis direction to form a semiconductor capacitor device module. A semiconductor capacitor device module is shown in FIG. A well-known method (metal bonding, pressure welding) is used as a method of stacking the semiconductor capacitor device.

(作用効果)
第5実施形態によれば、主面2と裏面8に、同一個数及び同一形状の高電位電極3及び低電位電極4をそれぞれ配置する。そして、このような半導体コンデンサ装置を積層して、半導体コンデンサ装置モジュールを構成する。これにより、高電位金属端子5から半導体コンデンサを経て低電位金属端子6に至るインダクタンスを低減しつつ、半導体コンデンサ装置の容量値を大きくすることができる。
(Effect)
According to the fifth embodiment, the same number and shape of the high potential electrodes 3 and the low potential electrodes 4 are arranged on the main surface 2 and the back surface 8, respectively. Then, such semiconductor capacitor devices are stacked to form a semiconductor capacitor device module. As a result, the capacitance value of the semiconductor capacitor device can be increased while reducing the inductance from the high-potential metal terminal 5 to the low-potential metal terminal 6 via the semiconductor capacitor.

(第6実施形態)
(半導体コンデンサ装置の構成例)
次に、図17~図18を参照して、本発明の第6実施形態に係る半導体コンデンサ装置を説明する。
(Sixth embodiment)
(Configuration example of a semiconductor capacitor device)
Next, a semiconductor capacitor device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18. FIG.

第6実施形態では、図17~図18に示すように、2つの半導体コンデンサ装置が、高電位金属端子5(高電位金属端子9)及び低電位金属端子6が延伸する方向(z軸方向)と直交する方向(x軸方向)に並んで配置され、半導体コンデンサ装置モジュールを構成する。ここで、高電位金属端子9について説明する。高電位金属端子9は、2つの半導体コンデンサ装置をつなぐために用いられ、2つの半導体コンデンサ装置の高電位電極3のそれぞれに接合される。 In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 17 and 18, two semiconductor capacitor devices are arranged in the direction in which the high potential metal terminal 5 (high potential metal terminal 9) and the low potential metal terminal 6 extend (z-axis direction). are arranged side by side in a direction perpendicular to (x-axis direction) to form a semiconductor capacitor device module. Here, the high-potential metal terminal 9 will be explained. A high-potential metal terminal 9 is used to connect two semiconductor capacitor devices and is joined to each of the high-potential electrodes 3 of the two semiconductor capacitor devices.

(作用効果)
一般に、金属端子は、半導体コンデンサ装置より柔らかい。金属端子と電極との接合には、はんだ付けなどが用いられるが、はんだ付け後において温度が下がる際に、金属端子と半導体コンデンサ装置との線膨張係数の差から、x軸方向にせん断応力が発生する。第6実施形態によれば、複数の半導体コンデンサ装置が、高電位金属端子5及び低電位金属端子6が延伸する方向と直交する方向に並んで配置されるため、x軸方向において高電位金属端子5(高電位金属端子9)と低電位金属端子6との間にすきまが形成される。このように形成されるすきまによって、x軸方向に発生するせん断応力を低減することができる。
(Effect)
In general, metal terminals are softer than semiconductor capacitor devices. Soldering or the like is used to join metal terminals and electrodes. When the temperature drops after soldering, a shear stress is generated in the x-axis direction due to the difference in coefficient of linear expansion between the metal terminals and the semiconductor capacitor device. Occur. According to the sixth embodiment, since a plurality of semiconductor capacitor devices are arranged side by side in the direction perpendicular to the direction in which the high potential metal terminals 5 and the low potential metal terminals 6 extend, the high potential metal terminals are arranged in the x-axis direction. A gap is formed between 5 (high potential metal terminal 9 ) and low potential metal terminal 6 . The gap formed in this manner can reduce the shear stress generated in the x-axis direction.

(その他の実施形態)
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
While embodiments of the present invention have been described above, the discussion and drawings forming part of this disclosure should not be construed as limiting the invention. Various alternative embodiments, implementations and operational techniques will become apparent to those skilled in the art from this disclosure.

図1において、2つの高電位電極3が、1つの低電位電極4を挟むように主面2に配置されたが、これに限定されない。例えば、図19~図20に示すように、2つの低電位電極4が、1つの高電位電極3を挟むように主面2に配置されてもよい。このような構成であっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態において、主面2に配置される、少なくとも1つの第1電極の一部が、少なくとも2つの第2電極の一部によって挟まれていればよい。第2電極は、第1電極とは異なる極性を有する。 In FIG. 1, two high-potential electrodes 3 are arranged on the main surface 2 so as to sandwich one low-potential electrode 4, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 19 to 20, two low potential electrodes 4 may be arranged on main surface 2 so as to sandwich one high potential electrode 3 therebetween. Even with such a configuration, the same effects as in the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, at least one portion of the first electrode arranged on the main surface 2 may be sandwiched between at least two portions of the second electrode. The second electrode has a different polarity than the first electrode.

また、図1において、主面2に配置される高電位電極3の個数は2つ、低電位電極4の個数は1つであるが、これに限定されない。例えば、図21~図22に示すように、主面2に配置される高電位電極3の個数は2つ、低電位電極4の個数は2つであってもよい。高電位電極3が低電位電極4を挟むように配置されていれば、高電位電極3及び低電位電極4の個数は、制限されない。高電位電極3の個数は、3つ以上であってもよい。なお、高電位電極3及び低電位電極4の個数が増えれば、高電位電極3及び低電位電極4に接合される高電位金属端子5及び低電位金属端子6の個数も増える。なお、上述では2つの高電位金属端子5は、終端で結合されてもよい、と説明したが、終端で結合される金属端子は、高電位金属端子5に限定されない。低電位金属端子6が2つ以上接合される場合、2つ以上の低電位金属端子6は終端で結合されてもよい。 In FIG. 1, the number of high-potential electrodes 3 and the number of low-potential electrodes 4 arranged on the main surface 2 are two, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIGS. 21 and 22, the number of high-potential electrodes 3 and the number of low-potential electrodes 4 arranged on the main surface 2 may be two. The number of high potential electrodes 3 and low potential electrodes 4 is not limited as long as the high potential electrodes 3 are arranged so as to sandwich the low potential electrodes 4 therebetween. The number of high potential electrodes 3 may be three or more. As the number of high potential electrodes 3 and low potential electrodes 4 increases, the number of high potential metal terminals 5 and low potential metal terminals 6 joined to the high potential electrodes 3 and low potential electrodes 4 also increases. Although it has been described above that the two high-potential metal terminals 5 may be connected at the ends, the metal terminals to be connected at the ends are not limited to the high-potential metal terminals 5 . When two or more low potential metal terminals 6 are joined, the two or more low potential metal terminals 6 may be joined at the ends.

また、図6に示すように、高電位金属端子5及び低電位金属端子6が、主面2と直交する方向に沿って延伸される場合においても、高電位電極3及び低電位電極4の個数は、制限されない。 Further, as shown in FIG. 6, even when the high potential metal terminals 5 and the low potential metal terminals 6 are extended along the direction orthogonal to the main surface 2, the number of the high potential electrodes 3 and the low potential electrodes 4 is is not restricted.

また、図9において、主面2に配置される高電位電極3の個数は2つ、低電位電極4の個数は1つであるが、これに限定されない。図21~図22に示す例と同様に、主面2に配置される高電位電極3の個数は2つ、低電位電極4の個数は2つであってもよい。このような構成であっても、第3実施形態と同様の効果が得られる。 In FIG. 9, the number of high-potential electrodes 3 and the number of low-potential electrodes 4 arranged on the main surface 2 are two, but the present invention is not limited to this. As in the example shown in FIGS. 21 and 22, the number of high-potential electrodes 3 and the number of low-potential electrodes 4 arranged on the main surface 2 may be two. Even with such a configuration, the same effects as in the third embodiment can be obtained.

また、図15において、積層される半導体コンデンサ装置は2つであるが、これに限定されない。半導体コンデンサ装置は3つ以上積層されてもよい。積層される半導体コンデンサ装置が増えるほど、半導体コンデンサ装置の容量値を大きくすることができる。 Also, in FIG. 15, two semiconductor capacitor devices are stacked, but the present invention is not limited to this. Three or more semiconductor capacitor devices may be stacked. As the number of stacked semiconductor capacitor devices increases, the capacitance value of the semiconductor capacitor devices can be increased.

また、図17において、高電位金属端子5及び低電位金属端子6が延伸する方向と直交する方向に配置される半導体コンデンサ装置の個数は2つであるが、これに限定されない。高電位金属端子5及び低電位金属端子6が延伸する方向と直交する方向に配置される半導体コンデンサ装置の個数は、3つ以上であってもよい。このような構成であっても、第6実施形態と同様の効果が得られる。 In FIG. 17, the number of semiconductor capacitor devices arranged in the direction perpendicular to the direction in which the high-potential metal terminal 5 and the low-potential metal terminal 6 extend is two, but the present invention is not limited to this. The number of semiconductor capacitor devices arranged in the direction perpendicular to the direction in which the high-potential metal terminals 5 and the low-potential metal terminals 6 extend may be three or more. Even with such a configuration, the same effects as in the sixth embodiment can be obtained.

1 半導体基板
2 主面
3 高電位電極
4 低電位電極
5、9 高電位金属端子
6 低電位金属端子
7 誘電層
8 裏面

1 semiconductor substrate 2 main surface 3 high potential electrode 4 low potential electrodes 5, 9 high potential metal terminal 6 low potential metal terminal 7 dielectric layer 8 rear surface

Claims (5)

半導体基板と、前記半導体基板の内部に形成された誘電層と、前記誘電層を挟む第1電極及び、前記第1電極とは異なる極性を有する第2電極とを備え、少なくとも1つの前記第1電極の一部が、前記半導体基板の主面に配置され、少なくとも2つの前記第2電極の一部が、前記主面に配置された前記第1電極を挟むように前記主面に配置された半導体コンデンサと、
前記主面に配置された前記第1電極に接合される第1金属端子と、
前記主面に配置された前記第2電極のそれぞれに接合される第2金属端子と、を備え、
前記第1金属端子、及び前記第2金属端子は、同一方向に沿って延伸する
ことを特徴とする半導体コンデンサ装置。
a semiconductor substrate; a dielectric layer formed inside the semiconductor substrate; first electrodes sandwiching the dielectric layer; and second electrodes having a polarity different from that of the first electrodes. A part of the electrode is arranged on the main surface of the semiconductor substrate, and at least two parts of the second electrode are arranged on the main surface so as to sandwich the first electrode arranged on the main surface. a semiconductor capacitor;
a first metal terminal joined to the first electrode arranged on the main surface;
a second metal terminal joined to each of the second electrodes arranged on the main surface;
A semiconductor capacitor device, wherein the first metal terminal and the second metal terminal extend in the same direction.
前記2つの第2電極の一部は、前記主面に配置された前記第1電極を囲むように前記主面に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体コンデンサ装置。
2. The semiconductor capacitor device according to claim 1, wherein a part of said two second electrodes is arranged on said main surface so as to surround said first electrode arranged on said main surface.
前記誘電層は、前記主面に対して垂直方向に形成される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体コンデンサ装置。
3. The semiconductor capacitor device according to claim 1, wherein said dielectric layer is formed in a direction perpendicular to said main surface.
請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体コンデンサ装置において、前記主面に対向する面に、前記第1電極及び前記第2電極と同一個数かつ同一形状の電極が配置され、
前記半導体コンデンサ装置が2つ以上積層される
ことを特徴とする半導体コンデンサ装置モジュール。
4. The semiconductor capacitor device according to claim 1, wherein electrodes having the same number and shape as the first electrodes and the second electrodes are arranged on the surface facing the main surface,
A semiconductor capacitor device module, wherein two or more of the semiconductor capacitor devices are laminated.
請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体コンデンサ装置を2つ以上有し、
前記第1金属端子、及び前記第2金属端子が延伸する方向と直交する方向に前記半導体コンデンサ装置が並んで配置される
ことを特徴とする半導体コンデンサ装置モジュール。
Having two or more semiconductor capacitor devices according to any one of claims 1 to 3,
A semiconductor capacitor device module, wherein the semiconductor capacitor devices are arranged side by side in a direction orthogonal to a direction in which the first metal terminal and the second metal terminal extend.
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