JPS59121871A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS59121871A
JPS59121871A JP57227378A JP22737882A JPS59121871A JP S59121871 A JPS59121871 A JP S59121871A JP 57227378 A JP57227378 A JP 57227378A JP 22737882 A JP22737882 A JP 22737882A JP S59121871 A JPS59121871 A JP S59121871A
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layer
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は圧接により電極の取出しをする半導体装置に
関し、特にトランジスタ、ゲートターンオフサイリスク
、高速サイリスク等主電極と制御電極とが入り組んでい
る構造の半導体装置に利用されるものである。
［発明の技術的背景］ 半導体装置の配線および電極としては導電性のよい△１
が使用されているが、ＡＩは軟質ないしは低融点の金属
であるために大電力用の圧接型半導体装置等に対しては
必ずしも好適ではなく、従って小電力用の半導体装置と
は異なった材料や加工法が必要である。
［背景技術の問題点］ 第１図は電力用半導体装置の一例として平形のパワート
ランジスタの概略構造を示したものである。　図におい
て、１はセラミック製の外囲器、２はＮＰＮトランジス
タ素子、３及び４はＭＯやＷ等の熱緩衝板、５及び６は
銅製の外部電極であり、外部電極５は素子２のエミッタ
電極７を熱緩衝板４を介して圧接しており、外部電極６
は素子２の基板８に熱緩衝板３及びはんだ等の融着金属
層１１を介して接続されている。
該半導体素子２０ベース電極９にはり−ド１０が接続さ
れ、該リード１０は外囲器１の外部へ引き出されている
。　このようなパワートランジスタにおいて、例えばエ
ミッタ電極７は１０μｍ厚のＡ１で構成されており、約
４０　ｍｍ直径の素子２上のエミッタ電１ｉｉ　７が約
１．０〜１．５ｔＯｎ程度の圧力で圧接されており、ま
たエミッタ電極７とベース電極つどは厚さ方向的２０μ
ｍ程度、左右方向約２００〜３００μｍの短かい距離に
入り組んで配置されている。
ところが、上記のごとき電力用半導体装置においてはシ
リコン単板上のＡ１のエミッタ電極７は外部電極５との
間に熱緩衝板４を介しているとはいえ、断続動作等によ
る熱サイクルを受けると熱疲労を起こし、エミッタ電極
がせり出し、ついにはベース電極９上のパッシベーショ
ン膜（図示省略）を突き抜けてベース電極９に融着し、
その結果、ベースとエミッタとが短絡するという事故が
発生ずることがあった。
［発明の目的］ 従って、この発明の目的は、圧接されても電極の熱疲労
を起こさない改良された半導体装置を提供することであ
る。
［発明の概要］ この発明は電極を少なくとも三層構造とし、その最下部
電極層を半導体基板とオーミック接触するＡＩのごとき
金属を以って可能な限り薄くなるように形成し、中間電
極層をＭＯ，ＴｉあるいはＷ、Ｇｏなどの硬質金属で形
成し、そして最上部電極層をＡＩ　、ＡＩＩＩ等の軟質
金属で形成することにより前記目的を達成するようにし
たことを特徴とするものである。
［発明の実施例１ 第２図乃至第４図に本発明により改良された半導体装置
の実施例を示す。　第２図乃至第４図において第１図と
同一符号で表示された部分は第１図の半導体装置と同一
部分を示す。
第２図の実施例ではエミッタ電極１２が最下部電極層１
３、中間電極層１４、及び最上部電極層１５の三層から
構成されている。　このエミッタ電極１２においては、
最下部電極層１３と最上部電極層１５とはＡ１で謎り（
たとえば１μｍ）形成され、また中間電極層１４はたと
えばＭＯあるいはＴ１のごとぎ高融点金属で厚く（たと
えば１０μｍ程度）形成されている。　このような構造
の電極によると、電極の大部分が高融点金属で（１４成
されているため、電極がかなりの圧接下で高温になって
も電極の形崩れ及び軟化が起こらず、従って半導体装置
の熱疲労試験においても前記のごとぎ短絡を生ずること
がない。　上記構造の本発明電極は、半導体基板の主面
に存在する一導電形領域が、複数個の小面積領域に分割
されている場合に特に効果的である。　また、熱緩衝板
４と接触する最上部電極層１５が軟質金属で形成されて
いるから接触熱抵抗及び接触電圧降下も従来のＡＩ単一
層の電極と同様に小さな価に抑えることができる。
第３図に示す実施例は、エミッタ電極１２が第２図の実
施例と同一構造であり、エミッタとなるＮ型不純物層が
Ｐ型不純物層と同一平面に形成されている半導体装置に
適用したものである。
第４図に示す実施例は、ベース電極９がＰ型窩濃度不純
物層Ｐ＋上に設けられている半導体装置への適用例を示
したものであり、この実施例においてもエミッタ電極１
２は第２図及び第３図に示した実施例と同一の構造を有
している。
［発明の効果］ 以上に記載したように、この発明によれば、圧接によっ
て電極がせり出しを起こさず、従って熱疲労試験を実施
しても異電極相互の短絡を生ずる恐れのない、改良され
た半導体装置が提供される。
なお、実施例では三層構造の電極を具備した半導体装置
のみを示したが、電極が三層以上の構造を有していても
よいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の半導体装置の一例を示す断面図、第２図
乃至第４図は本発明により改良された半導体装置の要部
断面図である。 １・・・外囲器、　？・・・半導体素子、　３，４・・
・熱緩衝板、　５．６・・・外部電極、　７，１２・・
・エミッタ電極、　８・・・半導体基板、　９・・・ベ
ース電極、１０・・・リード、　１３・・・最下部電極
層、　１４・・・中間電極層、　１５・・・最上部電極
層、　Ｎ・・・Ｎ導電形の第一領域、　Ｐ・・・Ｐ導電
形の第二領域。 特許出願人　東京芝浦電気株式会社 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　半導体基板の主面に第一導電形の第一・領域及び第
    二導電形の第二領域を備え、該第−領域と該第二領域が
    入り組んで形成され、該第−領域に第一電極、該第二領
    域に第二電極を崗え、そして該第−電極において圧接に
    より電極の取出しをする半導体装置において、上記第一
    領域の上に被着された厚みの小さい最下部Ｎ極層と、該
    最下部電極層の上に形成された厚みの大きな中間電極層
    と、該中間電極層の上に被着された厚みの小さい最上部
    電極層とから成る少なくとも三層構造の電極を具備して
    成り、該最下部電極層が半導体基板とオーミック接触を
    する金属で構成され、該中間部電極層が硬質金属で構成
    され、そして該最上部電極層が軟質金属で構成されてい
    ることを特徴とする半導体装置。 ２　圧接される電極に接続している第−導電影領域が複
    数個に島状に分割されて存在している特許請求の範囲第
    １項記載の半導体装置。
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