JP7241805B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
<半導体装置の回路構成>
図1は、降圧型のDC/DCコンバータの等価回路図である。実施の形態1における半導体装置1は、DC/DCコンバータの一部を構成し、ドライバ回路100、ハイサイド用のMOSトランジスタQ1およびローサイド用のMOSトランジスタQ2などを有する。
以下に図2~図4を用いて、実施の形態1における樹脂封止型の半導体装置1の実装構成について説明する。図2および図3は、半導体装置1を示す平面図であるが、図2は、図3に示される樹脂層5を省略した平面図になっている。また、図4は、図2および図3に示されるA-A線に沿った断面図である。
実施の形態1では、ゲートパッド電極GP1、GP2およびパッド電極AP1の各々の上面上に導電性層3が設けられ、ソースパッド電極SP1、SP2の各々の上面上に導電性層4が設けられている。また、ドレインパッド電極DP1、DP2は、ダイパッド2a、2bの上面上に設けられ、これらに電気的に接続されている。それ故、多層基板などを用いた場合のように、ボンディングワイヤおよび積層配線の影響を受けて、各部品間の抵抗およびインダクタンスが高くなってしまうという不具合を抑制できる。
以下に図5~図11を用いて、実施の形態1における半導体装置1の製造方法について説明する。なお、図5~図11は、図4と同様に、A-A線に沿った断面図である。
以下に図12を用いて、実施の形態2における半導体装置1について説明する。なお、以下の説明では、実施の形態1との相違点について主に説明し、実施の形態1と重複する点については説明を省略する。
以下に図13~図15を用いて、実施の形態2における半導体装置1の製造方法について説明する。なお、実施の形態2の製造方法は、図5~図10まで実施の形態1の製造方法と同じである。図13は、図10に続く製造方法を示している。
以下に図16を用いて、実施の形態3における半導体装置1について説明する。なお、以下の説明では、実施の形態1との相違点について主に説明し、実施の形態1と重複する点については説明を省略する。
2 金属板
2a~2c ダイパッド
2d リード端子
2f 厚膜領域
3 導電性層(ピラー)
4 導電性層(クリップ)
5 樹脂層
6 メッキ膜
7 受動素子部材
8 基材
9a~9c 再配線層
10 樹脂層
100 ドライバ回路
200 制御回路
AP1 パッド電極
C1 コンデンサ
CH1~CH3 半導体チップ
D1、D2 ドレイン
DP1、DP2 ドレインパッド電極
G1、G2 ゲート
GP1、GP2 ゲートパッド電極
L1 コイル
Q1、Q2 MOSトランジスタ
S1、S2 ソース
SP1、SP2 ソースパッド電極
Claims (20)
- 導電性材料からなる第1ダイパッドと、
前記第1ダイパッドの上面上に設けられた第1半導体チップと、
第2半導体チップと、
を備え、
前記第1半導体チップは、前記第1半導体チップの上面に形成された第1パッド電極、および、前記第1半導体チップの下面に形成され、且つ、前記第1ダイパッドに電気的に接続された第3パッド電極を有し、
前記第2半導体チップは、前記第2半導体チップの上面に形成された第2パッド電極を有し、
前記第1パッド電極の上面上には、前記第1パッド電極に電気的に接続されるように、第1導電性層が設けられ、
前記第2パッド電極の上面上には、前記第2パッド電極に電気的に接続されるように、第2導電性層が設けられ、
前記第1ダイパッド、前記第1半導体チップ、前記第2半導体チップ、前記第1導電性層および前記第2導電性層は、前記第1導電性層の上面、前記第2導電性層の上面および前記第1ダイパッドの下面が露出するように、第1樹脂層によって封止され、
前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々の上面上には、前記第1導電性層および前記第2導電性層に電気的に接続されるように、1つ以上の受動素子が設けられている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
導電性材料からなり、且つ、前記第1ダイパッドから物理的に離間した第2ダイパッドを更に備え、
前記第2半導体チップは、前記第2ダイパッドの上面上に設けられ、
前記第1ダイパッド、前記第1半導体チップ、前記第2半導体チップ、前記第1導電性層、前記第2導電性層および前記第2ダイパッドは、前記第1導電性層の上面、前記第2導電性層の上面、前記第1ダイパッドの下面および前記第2ダイパッドの下面が露出するように、前記第1樹脂層によって封止されている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々の上面には、前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々が主体とする材料と異なる導電性材料からなるメッキ膜が設けられ、
前記1つ以上の受動素子は、前記メッキ膜を介して前記第1導電性層および前記第2導電性層に電気的に接続されている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1導電性層の上面上には、前記第1導電性層に電気的に接続されるように、第1再配線層が設けられ、
前記第2導電性層の上面上には、前記第2導電性層に電気的に接続されるように、第2再配線層が設けられ、
前記1つ以上の受動素子は、前記第1再配線層および前記第2再配線層を介して、前記第1導電性層および前記第2導電性層に電気的に接続され、
平面視において、前記第1再配線層は、前記第1導電性層から離れた位置まで延在し、前記第2再配線層は、前記第2導電性層から離れた位置まで延在している、半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、
前記第1ダイパッドの下面上には、前記第1ダイパッドに電気的に接続されるように、第3再配線層が設けられ、
平面視において、前記第3再配線層は、前記第1ダイパッドから離れた位置まで延在している、半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、
前記第1再配線層および前記第2再配線層の各々は、前記第1パッド電極および前記第2パッド電極の各々の主体となる材料よりも低いシート抵抗値を有する導電性材料を主体とする、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々は、前記第1パッド電極および前記第2パッド電極の各々の主体となる材料よりも低いシート抵抗値を有する材料を主体とし、且つ、前記第1パッド電極および前記第2パッド電極の各々の上面から突出した柱体を成している、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1導電性層、前記第2導電性層および前記第1樹脂層の各々の上面の位置は、5μm以下の範囲内で一致し、
前記第1ダイパッドおよび前記第1樹脂層の各々の下面の位置は、5μm以下の範囲内で一致している、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1半導体チップは、第1ゲート電極、第1ソース領域および第1ドレイン領域を含む第1MOSトランジスタを有し、
前記第1パッド電極は、前記第1ゲート電極に電気的に接続され、且つ、前記第1ゲート電極の上方に形成された第1ゲートパッド電極であり、
前記第2半導体チップは、前記第1ゲート電極のゲート電位を制御する信号を、前記第2パッド電極から供給するためのドライバ回路を有する、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記1つ以上の受動素子は、1つ以上の抵抗素子、1つ以上のコイル若しくは1つ以上のコンデンサ、または、これらの組み合わせによって構成される、半導体装置。 - (a)導電性材料からなる金属板と、その上面に形成された第1パッド電極およびその下面に形成された第3パッド電極を有する第1半導体チップと、その上面に形成された第2パッド電極を有する第2半導体チップと、前記第1パッド電極の上面上に設けられ、且つ、前記第1パッド電極に電気的に接続された第1導電性層と、前記第2パッド電極の上面上に設けられ、且つ、前記第2パッド電極に電気的に接続された第2導電性層と、を用意する工程、
(b)前記(a)工程後、前記金属板を選択的にエッチングすることで、第1ダイパッドを形成する工程、
(c)前記(b)工程後、前記第3パッド電極が前記第1ダイパッドに電気的に接続されるように、前記第1ダイパッドの上面上に、前記第1半導体チップを設置する工程、
(d)前記(c)工程後、前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々の上面を覆うように、前記第1ダイパッド、前記第1半導体チップ、前記第2半導体チップ、前記第1導電性層および前記第2導電性層を第1樹脂層によって封止する工程、
(e)前記(d)工程後、前記第1樹脂層を研磨することで、前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々の上面を前記第1樹脂層から露出させる工程、
(f)前記(e)工程後、前記第1ダイパッドの下面を前記第1樹脂層から露出させる工程、
(g)前記(f)工程後、前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々の上面上に、前記第1導電性層および前記第2導電性層を電気的に接続させるように、1つ以上の受動素子を設ける工程、
を備える、半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(b)工程では、前記第1ダイパッドから物理的に離間した第2ダイパッドも形成され、
前記(b)工程後に、前記第2半導体チップは、前記第2ダイパッドの上面上に設置され、
前記(d)工程では、前記第1ダイパッド、前記第1半導体チップ、前記第2半導体チップ、前記第1導電性層、前記第2導電性層および前記第2ダイパッドが、前記第1樹脂層によって封止され、
前記(f)工程では、前記第1ダイパッドの下面および前記第2ダイパッドの下面が、前記第1樹脂層から露出する、半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
(h)前記(f)工程と前記(g)工程との間において、前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々の上面に、前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々が主体とする材料と異なる材料からなるメッキ膜を設ける工程、
を更に備え、
前記(g)工程では、前記1つ以上の受動素子は、前記メッキ膜を介して前記第1導電性層および前記第2導電性層に電気的に接続される、半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
(i)前記(f)工程と前記(g)工程との間において、前記第1導電性層の上面上に、前記第1導電性層に電気的に接続されるように、第1再配線層を設け、前記第2導電性層の上面上に、前記第2導電性層に電気的に接続されるように、第2再配線層を設ける工程、
を更に備え、
前記(g)工程では、前記1つ以上の受動素子は、前記第1再配線層および前記第2再配線層を介して前記第1導電性層および前記第2導電性層に電気的に接続され、
平面視において、前記第1再配線層は、前記第1導電性層から離れた位置まで延在し、前記第2再配線層は、前記第2導電性層から離れた位置まで延在している、半導体装置の製造方法。 - 請求項14に記載の半導体装置の製造方法において、
(j)前記(f)工程と前記(g)工程との間において、前記第1ダイパッドの下面上に、前記第1ダイパッドに電気的に接続されるように、第3再配線層を設ける工程、
を更に備え、
平面視において、前記第3再配線層は、前記第1ダイパッドから離れた位置まで延在している、半導体装置の製造方法。 - 請求項14に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1再配線層および前記第2再配線層の各々は、前記第1パッド電極および前記第2パッド電極の各々の主体となる材料よりも低いシート抵抗値を有する材料を主体とする、半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1導電性層および前記第2導電性層の各々は、前記第1パッド電極および前記第2パッド電極の各々の主体となる材料よりも低いシート抵抗値を有する材料を主体とし、且つ、前記第1パッド電極および前記第2パッド電極の各々の上面から突出した柱体を成している、半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1半導体チップは、第1ゲート電極、第1ソース領域および第1ドレイン領域を含む第1MOSトランジスタを有し、
前記第1パッド電極は、前記第1ゲート電極に電気的に接続され、且つ、前記第1ゲート電極の上方に形成された第1ゲートパッド電極であり、
前記第2半導体チップは、前記第1ゲート電極のゲート電位を制御する信号を、前記第2パッド電極から供給するためのドライバ回路を有する、半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
前記1つ以上の受動素子は、1つ以上の抵抗素子、1つ以上のコイル若しくは1つ以上のコンデンサ、または、これらの組み合わせによって構成される、半導体装置の製造方法。 - 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
(k)前記(b)工程と前記(c)工程との間において、基材の上面上に、前記第1ダイパッドを含む前記金属板を設置する工程、
を更に備え、
前記(f)工程は、前記基材を除去することで行われる、半導体装置の製造方法。
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