WO2022113617A1 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2022113617A1
WO2022113617A1 PCT/JP2021/039593 JP2021039593W WO2022113617A1 WO 2022113617 A1 WO2022113617 A1 WO 2022113617A1 JP 2021039593 W JP2021039593 W JP 2021039593W WO 2022113617 A1 WO2022113617 A1 WO 2022113617A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor device
semiconductor element
semiconductor
layer
electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/039593
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
拓一 大塚
Original Assignee
ローム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ローム株式会社 filed Critical ローム株式会社
Priority to DE112021004922.4T priority Critical patent/DE112021004922T5/de
Priority to JP2022565138A priority patent/JPWO2022113617A1/ja
Priority to CN202180078609.9A priority patent/CN116529876A/zh
Priority to US18/251,678 priority patent/US20230411338A1/en
Publication of WO2022113617A1 publication Critical patent/WO2022113617A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517Additional leads
    • H01L23/49524Additional leads the additional leads being a tape carrier or flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601Structure
    • H01L2224/0603Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061Disposition
    • H01L2224/0618Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/06181On opposite sides of the body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/291Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29139Silver [Ag] as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40153Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/40175Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being arranged next to each other, e.g. on a common substrate the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/404Connecting portions
    • H01L2224/40475Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas
    • H01L2224/40491Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas being an additional member attached to the bonding area through an adhesive or solder, e.g. buffer pad
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/404Connecting portions
    • H01L2224/40475Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas
    • H01L2224/40499Material of the auxiliary connecting means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/405Material
    • H01L2224/40505Material at the bonding interface
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48475Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball
    • H01L2224/48476Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area
    • H01L2224/48491Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being an additional member attached to the bonding area through an adhesive or solder, e.g. buffer pad
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73221Strap and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73263Layer and strap connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107Disposition of discrete passive components off-chip wires

Definitions

  • a plurality of semiconductor devices are manufactured at the same time. Therefore, even in a semiconductor device equipped with only one semiconductor element, the semiconductor element may be destroyed due to the bias of the load due to the non-uniformity of the height during the sintering process accompanied by pressurization.
  • one object of the present disclosure is to provide a semiconductor device capable of suppressing an unbalanced load applied to a semiconductor element during a sintering process accompanied by pressurization.
  • FIG. 2 It is a partially enlarged view which is a part of FIG. 2 enlarged. It is a partially enlarged view which is a part of FIG. 4 enlarged. It is sectional drawing which follows the XIII-XIII line of FIG. It is a partially enlarged view which is a part of FIG. 4 enlarged. It is sectional drawing which follows the XV-XV line of FIG.
  • a certain thing A is located on a certain thing B means "a certain thing A is in contact with a certain thing B and a certain thing A is located on a certain thing B" unless otherwise specified. "What you are doing” and "The thing A is located on the thing B while another thing is intervening between the thing A and the thing B".
  • something A overlaps with a certain thing B when viewed in a certain direction means “overlaps a certain thing A with all of a certain thing B” and "a certain thing A overlaps with all of a certain thing B” unless otherwise specified. "Overlapping a part of a certain object B" is included.
  • each of the plurality of semiconductor elements 10B is mounted on the support substrate 20 (conductive member 22B described later).
  • the plurality of semiconductor elements 10B are arranged at equal intervals in the y direction and are separated from each other.
  • the element back surface 102 faces the conductive member 22B in a posture mounted on the conductive member 22B.
  • each semiconductor element 10B is provided with a support substrate 20 (conductive member 22B) via a conductive bonding layer 3 (element bonding layer 31B described later). ) Is conductively joined.
  • the support substrate 20 is a support member that supports a plurality of semiconductor elements 10.
  • the support substrate 20 includes an insulating substrate 21, a plurality of conductive members 22, a pair of insulating layers 23A and 23B, a pair of gate layers 24A and 24B, and a pair of detection layers 25A and 25B.
  • the pair of insulating layers 23A and 23B have electrical insulating properties, and the constituent material thereof is, for example, glass epoxy resin. As shown in FIGS. 2 and 4, each of the pair of insulating layers 23A and 23B has a strip shape extending in the y direction.
  • the insulating layer 23A is joined to the main surface 221A of the conductive member 22A.
  • the insulating layer 23A is located on the x-direction x2 side of the plurality of semiconductor elements 10A.
  • the insulating layer 23B is joined to the main surface 221B of the conductive member 22B.
  • the insulating layer 23B is located in the x direction x1 with respect to the semiconductor element 10B.
  • Each of the plurality of lead joining layers 321 and 322 is for joining each lead member 51.
  • each of the plurality of gate wires 61 is joined to the gate electrode 112 of each semiconductor element 10 at one end and to any of the pair of gate layers 24A and 24B at the other end.
  • the plurality of gate wires 61 include one that conducts the gate electrode 112 of each semiconductor element 10A and the gate layer 24A, and one that conducts the gate electrode 112 of each semiconductor element 10B and the gate layer 24B.
  • the metal material 302 for sintering is formed on the source electrodes 111 and the conductive member 22B of the plurality of semiconductor elements 10A and 10B, respectively.
  • the metal material 302 for sintering is a base for the lead bonding layers 321, 322 and the terminal bonding layer 33.
  • preform-shaped silver for sintering is used as each metal material 302 for sintering.
  • This preform-shaped silver for sintering is formed into a predetermined shape after, for example, the above-mentioned paste-like silver for sintering is dried and treated.
  • the preform-shaped silver for sintering may be formed into a predetermined shape and then dried.
  • the sintering metal materials 301, 302 pressurized via the lead member 51 and the sintering metal materials 301, 302 pressurized via the input terminal 42 are, for example, about 90 at a temperature of about 250 ° C. Heat for seconds.
  • the heating conditions are not limited to this.
  • the silver particles are bonded to each other to form a sintered metal.
  • the sintered metal interposed between the semiconductor element 10A and the conductive member 22A is the element bonding layer 31A of the semiconductor device A1
  • the sintered metal interposed between the semiconductor element 10B and the conductive member 22B is a semiconductor.
  • first connection wire 63 connecting the gate layer 24A and the gate terminal 44A and a first connection wire 63 connecting the gate layer 24B and the gate terminal 44B are formed.
  • second connection wire 64 connecting the detection layer 25A and the detection terminal 45A and a second connection wire 64 connecting the detection layer 25B and the detection terminal 45B are formed.
  • the order of forming the plurality of wires 6 is not particularly limited.
  • a cushioning member 82 is interposed between each protruding portion 421c of the input terminal 42 and the source electrode 111 of the semiconductor element 10B, respectively.
  • the cushioning member 82 is made of Al and has a Vickers hardness smaller than that of the input terminal 42 made of Cu. Therefore, in the pressurizing and heating step, when the pressurizing member 90 presses the input terminal 42 to pressurize, a part of the cushioning member 82 is crushed by the pressurization and becomes thinner, so that the upper surface of each protruding portion 421c is formed.
  • the position in the z direction (height from the main surface 221B of the conductive member 22B to the upper surface of each protrusion 421c) is about the same. As a result, since the load is evenly applied to each semiconductor element 10B, it is possible to suppress the unbalanced load from being applied to some of the semiconductor elements 10B.
  • a plating layer 85 made of Ag is formed on the entire surfaces of the main surface 801 and the back surface 802 of each cushioning member 8. Further, a plating layer 515 made of Ag is formed on the first joint portion 511 of each lead member 51, and a plating layer 421d made of Ag is formed on each protruding portion 421c of the input terminal 42. As a result, each cushioning member 8 can be joined to the first joining portion 511 of the lead member 51 or the protruding portion 421c of the input terminal 42 by solid phase diffusion joining of Ag. Further, the source electrode 111 of each semiconductor element 10 is formed with a plating layer 115 having an Au layer laminated on the outermost side.
  • the sintering metal material 301 formed under each semiconductor element 10A and the sintering metal material 302 formed on each semiconductor element 10A are simultaneously pressure-heated. Has been done. That is, the element bonding layer 31A and the lead bonding layer 321 are sintered at the same time. Since the element bonding layer 31A and the lead bonding layer 321 are formed from these sintering metal materials 301 and 302 by one pressure heat treatment, the productivity of the semiconductor device A1 can be improved. Further, according to the present embodiment, the sintering metal material 301 formed under each semiconductor element 10B and the sintering metal material 302 formed on each semiconductor element 10B are simultaneously pressure-heated. Has been done.
  • the element bonding layer 31B and the terminal bonding layer 33 are simultaneously sintered. Since the element bonding layer 31B and the terminal bonding layer 33 are formed from these sintering metal materials 301 and 302 by one pressure heat treatment, the productivity of the semiconductor device A1 can be improved.
  • the element bonding layers 31A and 31B are formed of a paste-like sintering metal material 301 which is silver for sintering. Paste-shaped silver for sintering is cheaper than silver for preform-shaped sintering. Therefore, the semiconductor device A1 can suppress the manufacturing cost.
  • the element bonding layers 31A and 31B may be formed of preform-shaped sintering silver. That is, preform-shaped silver for sintering may be used as the metal material 301 for sintering. In this case, the step of drying the paste-like silver for sintering becomes unnecessary, so that the productivity can be improved.
  • the sintering metal material 301 formed under each semiconductor element 10 and the sintering metal material 302 formed on each semiconductor element 10 are simultaneously pressure-heated. I explained the case where it is done, but it is not limited to this.
  • the pressure heat treatment of the sintering metal material 301 formed under each semiconductor element 10 and the pressure heat treatment of the sintering metal material 302 formed on each semiconductor element 10 are performed separately. You may.
  • the conductive bonding layer 3 is made of a sintered metal has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the conductive bonding layer 3 may be, for example, a silver paste.
  • FIG. 17 and 18 are diagrams for explaining the semiconductor device A2 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a partially enlarged plan view showing the semiconductor device A2, and is a diagram corresponding to FIG. 12.
  • FIG. 17 it is shown by an imaginary line (dashed-dotted line) through the lead member 51.
  • FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view showing the semiconductor device A2, and is a diagram corresponding to FIG. 13.
  • the semiconductor device A2 according to the present embodiment is different from the semiconductor device A1 according to the first embodiment in that the size of the shock absorber 8 in the z-direction is small.
  • Each cushioning member 8 according to the second embodiment has a smaller size in the z-direction view than the semiconductor device A1 according to the first embodiment.
  • the cushioning member 8 has a size included in the first joint portion 511 of the lead member 51 or the protruding portion 421c of the input terminal 41 in the z-direction view before being deformed, and is included even after the deformation. ing.
  • the shape of the cushioning member 8 is the same as that of the first embodiment, and is a shape having a portion where the outer line is swelled in a curved shape by being crushed by pressure in the z-direction view. Further, as shown in FIG. 17, both ends in a direction in which the cross section is orthogonal to the z direction project outward in an arc shape.
  • the cushioning member 8 does not protrude from the first joint portion 511 or the protruding portion 421c in the z-direction view, and does not have a portion corresponding to the second portion 81b (82b) in the first embodiment.
  • FIG. 19 and 20 are diagrams for explaining the semiconductor device A3 according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a partially enlarged perspective view showing the semiconductor device A3, and is a diagram corresponding to FIG. 11.
  • the gate wire 61 and the detection wire 62 are omitted.
  • FIG. 20 is a partially enlarged cross-sectional view showing the semiconductor device A3, and is a diagram corresponding to FIG. 13.
  • the semiconductor device A3 according to the present embodiment is different from the semiconductor device A1 according to the first embodiment in that the source wire 65 is provided in place of the lead member 51.
  • the semiconductor device A3 does not include a plurality of lead members 51, but further includes a plurality of source wires 65 and a plurality of plate members 55.
  • the source electrode 111 of the semiconductor element 10A and the conductive member 22B are conductively connected by a source wire 65 instead of the lead member 51.
  • Each source wire 65 is a so-called bonding wire. Each source wire 65 conducts the source electrode 111 of the semiconductor element 10A and the conductive member 22B. Each source wire 65 is made of, for example, Cu so that it can withstand a large current. One end of each source wire 65 is bonded to a plate member 55 conductive to the source electrode 111 of each semiconductor element 10A, and the other end is bonded to the conductive member 22B.
  • the plate member 55 is a cushioning material for protecting the source electrode 111 of the semiconductor element 10A from the impact when the source wire 65 is joined, and is, for example, a plate member made of Cu.
  • the plate member 55 has a rectangular shape in the z-direction view and overlaps with the source electrode 111 of the semiconductor element 10A.
  • the plating layer 515 is formed on the surface of the plate member 55 facing the semiconductor element 10A.
  • the plating layer 515 is the same as that of the first embodiment, and is made of, for example, Ag.
  • the material of the plating layer 515 is not limited.
  • the dimension (thickness) of the plate member 55 in the z direction is about 100 to 200 ⁇ m.
  • the thickness of the plate member 55 is not limited to this.
  • the cushioning member 81 is the same as that of the first embodiment, and is interposed between the source electrode 111 of the semiconductor element 10A and the plate member 55. Some of the cushioning members 81 are deformed when the pressurizing member 90 presses each plate member 55 in the pressurizing and heating step.
  • the plate member 55 is an example of the "first connecting member” or the "second connecting member”.
  • a cushioning member 81 is interposed between each plate member 55 and the source electrode 111 of the semiconductor element 10A. Therefore, it is possible to prevent an unbalanced load from being applied to some of the semiconductor elements 10A. Further, a cushioning member 82 is interposed between each protruding portion 421c of the input terminal 42 and the source electrode 111 of the semiconductor element 10B. Therefore, it is possible to prevent an unbalanced load from being applied to some of the semiconductor elements 10B. Further, the semiconductor device A3 has the same effect as the semiconductor device A1 by adopting the same configuration as the semiconductor device A1.
  • FIG. 21 is a partially enlarged cross-sectional view showing the semiconductor device A4 according to the fourth embodiment of the present disclosure, and is a diagram corresponding to FIG. 13.
  • the semiconductor device A4 according to the present embodiment is different from the semiconductor device A1 according to the first embodiment in that it does not include the lead bonding layer 321 and the terminal bonding layer 33.
  • the buffer member 81 bonded to the first bonding portion 511 of the lead member 51 and the source electrode 111 of the semiconductor element 10A are a solid phase of the plating layer 85 (Au) and the plating layer 115 (the outermost layer is Au). It is joined by diffusion joining.
  • the buffer member 82 bonded to each protrusion 421c of the input terminal 42 and the source electrode 111 of the semiconductor element 10B are solid-phase diffusion of the plating layer 85 (Au) and the plating layer 115 (the outermost layer is Au). It is joined by joining.
  • the shock absorber 8 and the source electrode 111 of the semiconductor element 10 are bonded by solid phase diffusion bonding between the plating layer 85 (Au) and the plating layer 115 (the outermost layer is Au). .. Therefore, it is not necessary to provide the lead bonding layer 321 and the terminal bonding layer 33.
  • FIG. 22 is a partially enlarged cross-sectional view showing the semiconductor device A5 according to the fifth embodiment of the present disclosure, and is a diagram corresponding to FIG. 13.
  • the semiconductor device A5 according to the present embodiment has a different arrangement position of the shock absorber 81 from the semiconductor device A1 according to the first embodiment.
  • FIG. 24 is a partially enlarged cross-sectional view showing the semiconductor device A7 according to the seventh embodiment of the present disclosure, and is a diagram corresponding to FIG. 13.
  • the material of the lead member 51 is different from that of the semiconductor device A1 according to the first embodiment.
  • the semiconductor device A7 has the same effect as the semiconductor device A1 by adopting the same configuration as the semiconductor device A1.
  • the first joint portion 511 of the lead member 51 according to the ninth embodiment is electrically connected to the source electrode 111 of the semiconductor element 10A via the cushioning member 81 and the lead joint layer 321.
  • the second joint portion 512 is joined to the terminal portion 922 via the lead joint layer 322.
  • the semiconductor device according to any one of Supplementary note 6 to 9, further comprising a plating layer interposed between the first member and the first electrode and in contact with the first member.
  • Appendix 11 The first member is connected to a first portion that overlaps the first connecting member in the thickness direction view and a second portion that is connected to the first portion and protrudes from the first connecting member in the thickness direction view.
  • the semiconductor device according to any one of Supplementary note 6 to 10, further comprising.
  • Appendix 12. A second semiconductor device having a second element main surface and a second element back surface facing opposite sides in the thickness direction, and a second electrode arranged on the second element main surface.
  • a second member that overlaps with the second electrode in the thickness direction has a Vickers hardness smaller than that of the first connecting member, and has conductivity.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

半導体装置は、第1半導体素子と、第1接続部材と、第1部材とを備えている。前記第1半導体素子は、厚さ方向において互いに反対側を向く第1素子主面および第1素子裏面を有する。また、前記第1半導体素子は、前記第1素子主面に配置された第1電極を有する。前記第1接続部材は、前記第1電極に導通する。前記第1部材は、前記厚さ方向視において前記第1電極に重なり、ビッカース硬さが前記第1接続部材のビッカース硬さより小さく、かつ導電性を有している。

Description

半導体装置
 本開示は、半導体装置に関する。
 従来、半導体素子の電極には、Al(アルミニウム)からなるワイヤが接合されていた。近年、SiC(炭化ケイ素)を主とする半導体材料を用いたパワー半導体素子が開発されている。このようなパワー半導体素子においては、電極に流れる電流密度が高いので、電極には、Alからなるワイヤに代えて、Cuからなるリード部材や、Cuからなるワイヤが接合される。また、Cuからなるワイヤが接合される場合、電極には緩衝材としてCuからなる板部材が接合される。つまり、このようなパワー半導体素子においては、電極にCuからなる接続部材が接合される。特許文献1には、半導体素子の電極に接続部材を接合する接合材として焼結金属を用いた半導体装置が開示されている。特許文献1では、半導体素子と接続部材であるクリップとの間に焼結用金属材料(焼結可能な銀膜)を配置して、焼結処理を行うことで、焼結用金属材料を焼結金属(焼結銀)とし、クリップを半導体素子に接合している。当該焼結処理においては、クリップを加圧部材で半導体素子に押し付けることで、この押圧力によって焼結用金属材料を加圧する。そして、加圧した状態で、焼結用金属材料の加熱処理を行う。
 1個の半導体装置に複数の半導体素子が搭載される場合、各半導体素子への接続部材の接合は、同時に行われる。各半導体素子および各接続部材の厚さには若干の誤差が許容されている。また、各半導体素子が搭載される基板などに若干の反りがある場合もある。また、各半導体素子の電極と接続部材との間、および、基板と半導体素子との間にそれぞれ配置される焼結用金属材料の厚さにもむらがある。これらにより、各半導体素子に接合される接続部材の上面(半導体素子とは反対側を向く面)の位置(全体の高さ)は均等にならない場合がある。この場合、各接続部材を1個の加圧部材で押し付ける際、各半導体素子にかかる荷重は均一ではない。したがって、大きな荷重がかかった半導体素子が破壊される場合がある。また、一般的に、半導体装置は複数同時に製造される。したがって、半導体素子が1個だけ搭載された半導体装置においても、加圧を伴う焼結処理時に、高さの不均一に基づく荷重の偏りによって、半導体素子の破壊が生じる場合がある。
特表2018-504788号公報
 上記した事情に鑑み、本開示は、加圧を伴う焼結処理時に、半導体素子に偏った荷重がかかること抑制できる半導体装置を提供することを一の課題とする。
 本開示によって提供される半導体装置は、第1半導体素子と、第1接続部材と、第1部材とを備えている。前記第1半導体素子は、厚さ方向において互いに反対側を向く第1素子主面および第1素子裏面を有するとともに、前記第1素子主面に配置された第1電極とを有する。前記第1接続部材は、前記第1電極に導通する。前記第1部材は、前記厚さ方向視において前記第1電極に重なり、ビッカース硬さが前記第1接続部材のビッカース硬さより小さく、かつ導電性を有している。
 上記構成によると、加圧を伴う焼結処理時に、半導体素子に偏った荷重がかかることを抑制可能である。
 本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本開示の第1実施形態にかかる半導体装置を示す斜視図である。 図1の半導体装置を示す斜視図であって、封止樹脂を省略したものである。 図1の半導体装置を示す平面図である。 図1の半導体装置を示す平面図であって、封止樹脂を省略したものである。 図4の一部を拡大した部分拡大図である。 図1の半導体装置を示す正面図である。 図1の半導体装置を示す底面図である。 図1の半導体装置を示す左側面図である。 図1の半導体装置を示す右側面図である。 図4のX-X線に沿う断面図である。 図2の一部を拡大した部分拡大図である。 図4の一部を拡大した部分拡大図である。 図12のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図4の一部を拡大した部分拡大図である。 図14のXV-XV線に沿う断面図である。 加圧加熱工程を説明するための模式図であり、2つの緩衝部材が変形する前の状態を示している。 加圧加熱工程を説明するための模式図であり、一方の緩衝部材が変形した状態を示している。 本開示の第2実施形態にかかる半導体装置を示す部分拡大平面図である。 図17の半導体装置を示す部分拡大断面図である。 本開示の第3実施形態にかかる半導体装置を示す部分拡大斜視図である。 図19の半導体装置を示す部分拡大断面図である。 本開示の第4実施形態にかかる半導体装置を示す部分拡大断面図である。 本開示の第5実施形態にかかる半導体装置を示す部分拡大断面図である。 本開示の第6実施形態にかかる半導体装置を示す部分拡大断面図である。 本開示の第7実施形態にかかる半導体装置を示す部分拡大断面図である。 本開示の第8実施形態にかかる半導体装置を示す部分拡大断面図である。 本開示の第9実施形態にかかる半導体装置を示す斜視図である。 図26のXXVII-XXVII線に沿う断面図である。 図26の半導体装置の製造工程における加圧加熱工程を説明するための模式図であり、各緩衝部材が変形する前の状態を示している。 図26の半導体装置の製造工程における加圧加熱工程を説明するための模式図であり、一方の緩衝部材が変形した状態を示している。
 以下、本開示の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。
 本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B上に位置していること」を含む。また、「ある物Aがある物Bにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。
 図1~図15に基づき、本開示の第1実施形態にかかる半導体装置A1について説明する。半導体装置A1は、複数の半導体素子10、支持基板20、複数の導電性接合層3、入力端子41,42、出力端子43、一対のゲート端子44A,44B、一対の検出端子45A,45B、複数のダミー端子46、一対の側方端子47A,47B、絶縁部材49、複数のリード部材51、複数の緩衝部材8、複数のワイヤ6、および、封止樹脂7を備えている。なお、入力端子41,42、出力端子43、一対のゲート端子44A,44B、一対の検出端子45A,45B、複数のダミー端子46、および、一対の側方端子47A,47Bを総称して端子40という場合がある。
 図1は、半導体装置A1を示す斜視図である。図2は、半導体装置A1を示す斜視図であって、封止樹脂7を省略したものである。図3は、半導体装置A1を示す平面図である。図4は、半導体装置A1を示す平面図であって、封止樹脂7を省略したものである。なお、図4においては、封止樹脂7を想像線(二点鎖線)で示している。図5は、図4の一部を拡大した部分拡大図である。図6は、半導体装置A1を示す正面図である。図7は、半導体装置A1を示す底面図である。図8は、半導体装置A1を示す左側面図である。図9は、半導体装置A1を示す右側面図である。図10は、図4のX-X線に沿う断面図である。図11は、図2に示す斜視図においてリード部材51を含む一部を拡大した部分拡大図である。なお、図11においては、ワイヤ6を省略している。図12は、図4に示す平面図においてある半導体素子10A(後述)を含む一部を拡大した部分拡大図である。なお、図12においては、リード部材51を透過して想像線(二点鎖線)で示している。図13は、図12のXIII-XIII線に沿う断面図である。図14は、図4に示す平面図においてある半導体素子10B(後述)を含む一部を拡大した部分拡大図である。なお、図14においては、入力端子42を透過して想像線(二点鎖線)で示している。図15は、図14のXV-XV線に沿う断面図である。
 半導体装置A1は、厚さ方向視(平面視)の形状が矩形状である。説明の便宜上、半導体装置A1の厚さ方向(平面視方向)をz方向とし、z方向に直交する半導体装置A1の一方の辺に沿う方向(図3および図4における左右方向)をx方向、z方向およびx方向に直交する方向(図3および図4における上下方向)をy方向とする。また、z方向の一方側(図6、図8、および図9における下側)をz1側とし、他方側(図6、図8、および図9における上側)をz2側とする。x方向の一方側(図3および図4における左側)をx1側とし、他方側(図3および図4における右側)をx2側とする。y方向の一方側(図3および図4における下側)をy1側とし、他方側(図3および図4における上側)をy2側とする。z方向は「厚さ方向」の一例である。半導体装置A1の各寸法は限定されない。
 複数の半導体素子10の各々は、SiC(炭化ケイ素)を主とする半導体材料を用いて構成されている。なお、当該半導体材料は、SiCに限定されず、Si(シリコン)、GaAs(ヒ化ガリウム)あるいはGaN(窒化ガリウム)などであってもよい。また、本実施形態において、各半導体素子10は、パワーMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。なお、各半導体素子10は、MOSFETに限定されず、MISFET(Metal-Insulator-Semiconductor FET)を含む電界効果トランジスタや、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、バイポーラトランジスタ、LSIなどのICチップであってもよい。本実施形態においては、各半導体素子10は、いずれも同一素子であり、かつ、nチャネル型のMOSFETである場合を示す。各半導体素子10は、z方向視(平面視)において、矩形状である。また、各半導体素子10の厚さ(z方向寸法)は、本実施形態では、350~370μm程度であるが、100μm程度であってもよい。なお、各半導体素子10の形状および各寸法は、限定されない。
 各半導体素子10は、図10、図13、および図15に示すように、素子主面101および素子裏面102を有する。各半導体素子10において、素子主面101および素子裏面102は、z方向において離間し、かつ、互いに反対側を向く。本実施形態において、素子主面101はz方向z2側を向き、素子裏面102はz方向z1側を向く。各半導体素子10は、「第1半導体素子」または「第2半導体素子」の一例である。
各半導体素子10は、図5、図11~図15に示すように、ソース電極111、ゲート電極112、ドレイン電極113、および絶縁膜13を備えている。
 ソース電極111およびゲート電極112は、素子主面101に配置されている。ソース電極111は、ゲート電極112よりも大きい。また、本実施形態においては、ソース電極111は、1つの領域で構成されている場合を示すが、複数の領域に分割されていてもよい。ドレイン電極113は、素子裏面102に配置されている。本実施形態においては、ドレイン電極113は、素子裏面102のほぼ全体にわたって形成されている。図13および図15に示すように、ソース電極111、ゲート電極112、およびドレイン電極113の表面には、めっき層115が形成されている。本実施形態では、めっき層115は、たとえばNi、Pd、Auの順に積層された複数の金属めっき層からなる。なお、めっき層115の構成は限定されない。めっき層115は、最も外側に、導電性接合層3と金属結合する金属層が形成されていればよい。ソース電極111は、「第1電極」または「第2電極」の一例である。
 絶縁膜13は、素子主面101に設けられている。絶縁膜13は、電気絶縁性を有する。絶縁膜13は、z方向視においてソース電極111およびゲート電極112を囲んでいる。絶縁膜13は、たとえばSiO2(二酸化ケイ素)層、SiN4(窒化ケイ素)層、ポリベンゾオキサゾール層が、素子主面101からこの順番で積層されたものである。なお、絶縁膜13は、ポリベンゾオキサゾール層に代えてポリイミド層を積層されてもよい。
 複数の半導体素子10は、複数の半導体素子10Aおよび複数の半導体素子10Bを含んでいる。本実施形態において、半導体装置A1は、ハーフブリッジ型のスイッチング回路を構成している。複数の半導体素子10Aは、このスイッチング回路における上アーム回路を構成し、複数の半導体素子10Bは、このスイッチング回路における下アーム回路を構成する。半導体装置A1は、図2および図4に示すように、4個の半導体素子10Aおよび4個の半導体素子10Bを含んでいる。なお、半導体素子10の数は、本構成に限定されず、半導体装置A1に要求される性能に応じて自在に設定可能である。
 複数の半導体素子10Aの各々は、図2、図4、図5、図11~図13に示すように、支持基板20(後述する導電部材22A)に搭載されている。本実施形態においては、複数の半導体素子10Aは、y方向に等間隔で並んでおり、互いに離間している。各半導体素子10Aは、導電部材22Aに搭載された姿勢において、素子裏面102が導電部材22Aに対向する。各半導体素子10Aは、図4、図5、図11~図13に示すように、導電性接合層3(後述する素子接合層31A)を介して、支持基板20(導電部材22A)に導通接合されている。
 複数の半導体素子10Bの各々は、図2、図4、図5、図14、および図15に示すように、支持基板20(後述の導電部材22B)に搭載されている。本実施形態においては、複数の半導体素子10Bは、y方向に等間隔で並んでおり、互いに離間している。各半導体素子10Bは、導電部材22Bに搭載された姿勢において、素子裏面102が導電部材22Bに対向する。各半導体素子10Bは、図4、図5、図10、図14、および図15に示すように、導電性接合層3(後述する素子接合層31B)を介して、支持基板20(導電部材22B)に導通接合されている。
 支持基板20は、複数の半導体素子10を支持する支持部材である。支持基板20は、絶縁基板21、複数の導電部材22、一対の絶縁層23A,23B、一対のゲート層24A,24B、および一対の検出層25A、25Bを備えている。
 絶縁基板21は、図10に示すように、複数の導電部材22が配置されている。絶縁基板21は、電気絶縁性を有する。絶縁基板21の構成材料は、たとえば熱伝導性に優れたセラミックスである。このようなセラミックスとしては、たとえばAlN(窒化アルミニウム)、SiN(窒化ケイ素)、Al23(酸化アルミニウム)などが挙げられる。本実施形態においては、絶縁基板21は、z方向視矩形状である。
 絶縁基板21は、図10に示すように、主面211および裏面212を有している。主面211と裏面212とは、z方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。主面211は、z方向z2側を向き、複数の導電部材22が配置されている。主面211は、複数の導電部材22および複数の半導体素子10とともに封止樹脂7に覆われている。裏面212は、z方向z1側を向き、図7および図10に示すように、封止樹脂7から露出している。裏面212には、たとえば図示しないヒートシンクなどが接続される。なお、絶縁基板21の構成は、上記したものに限定されない。たとえば、絶縁基板21は、複数の導電部材22ごとに個別に設けられてもよい。
 複数の導電部材22の各々は、金属板である。当該金属板の構成材料は、CuまたはCu合金である。複数の導電部材22は、複数の端子40とともに、複数の半導体素子10との導通経路を構成している。複数の導電部材22は、互いに離間しており、かつ、各々が絶縁基板21の主面211に配置されている。各導電部材22は、たとえば銀ペーストやはんだなどのような接合材により、絶縁基板21の主面211に接合されている。なお、当該接合材は、導電性材料であってもいし、絶縁性材料であってもよい。本実施形態においては、導電部材22のz方向の寸法は、0.4~3.0mm程度であるが、これに限定されない。本実施形態では、図13および図15に示すように、各導電部材22の表面には、めっき層222が形成されている。めっき層222は、各導電部材22の表面に接して形成されており、少なくとも半導体素子10が搭載される部分を覆っている。なお、めっき層222は、各導電部材22の全面を覆ってもよい。本実施形態では、めっき層222は、たとえばAgを含有する。なお、めっき層222の材料は限定されず、導電性接合層3と金属結合する金属材料であればよい。
 複数の導電部材22は、導電部材22Aおよび導電部材22Bを含んでいる。本実施形態においては、導電部材22A,22Bは、絶縁基板21上において、x方向に並んでいる。導電部材22Aは、図2、図4および図10に示すように、導電部材22Bよりもx方向x2側に配置されている。導電部材22Aは、z方向z2側を向く主面221Aを有しており、当該主面221A上に複数の半導体素子10Aを搭載している。導電部材22Bは、z方向z2側を向く主面221Bを有しており、当該主面221B上に複数の半導体素子10Bを搭載している。本実施形態においては、導電部材22A,22Bはともに、z方向視矩形状である。なお、複数の導電部材22の構成は、上記したものに限定されず、複数の半導体素子10の数および配置に基づき、適宜変更可能である。導電部材22A,22Bは、「導電体」の一例である。
 一対の絶縁層23A,23Bは、電気絶縁性を有しており、その構成材料は、たとえばガラスエポキシ樹脂である。一対の絶縁層23A,23Bは、図2および図4に示すように、各々がy方向に延びる帯状である。絶縁層23Aは、導電部材22Aの主面221Aに接合されている。絶縁層23Aは、複数の半導体素子10Aよりもx方向x2側に位置する。絶縁層23Bは、導電部材22Bの主面221Bに接合されている。絶縁層23Bは、半導体素子10Bよりもx方向x1に位置する。
 一対のゲート層24A,24Bは、導電性を有しており、その構成材料は、たとえばCuである。一対のゲート層24A,24Bは、図2および図4に示すように、各々がy方向に延びる帯状である。ゲート層24Aは、絶縁層23A上に配置されている。ゲート層24Aは、ワイヤ6(後述するゲートワイヤ61)を介して、各半導体素子10Aのゲート電極112に導通している。ゲート層24Bは、絶縁層23B上に配置されている。ゲート層24Bは、ワイヤ6(後述するゲートワイヤ61)を介して、各半導体素子10Bのゲート電極112に導通している。
 一対の検出層25A、25Bは、導電性を有しており、その構成材料は、たとえばCuである。一対の検出層25A,25Bは、図2および図4に示すように、各々がy方向に延びる帯状である。検出層25Aは、ゲート層24Aとともに絶縁層23A上に配置されている。検出層25Aは、絶縁層23A上において、ゲート層24Aの隣に位置し、ゲート層24Aから離間している。本実施形態においては、検出層25Aは、x方向において、ゲート層24Aよりも複数の半導体素子10Aの近くに配置されている。よって、検出層25Aは、ゲート層24Aのx方向x1側に位置する。なお、ゲート層24Aと検出層25Aとのx方向における配置は、反対であってもよい。検出層25Aは、ワイヤ6(後述する検出ワイヤ62)を介して、各半導体素子10Aのソース電極111に導通している。検出層25Bは、ゲート層24Bとともに絶縁層23B上に配置されている。検出層25Bは、絶縁層23B上において、ゲート層24Bの隣に位置し、ゲート層24Bから離間している。本実施形態においては、検出層25Bは、x方向において、ゲート層24Bよりも複数の半導体素子10Bの近くに配置されている。よって、検出層25Bは、ゲート層24Bのx方向x2側に位置する。なお、ゲート層24Bと検出層25Bとのx方向における配置は、反対であってもよい。検出層25Bは、ワイヤ6(後述する検出ワイヤ62)を介して、各半導体素子10Bのソース電極111に導通している。
 複数の土台部29の各々は、電気絶縁性を有しており、その構成材料は、たとえばセラミックスである。各土台部29は、図2および図10に示すように、導電部材22Aの主面221Aに接合されている。各土台部29は、本実施形態において、z方向視矩形状である。複数の土台部29は、y方向に等間隔で並んでおり、互いに離間している。各土台部29のz方向の寸法は、入力端子41のz方向の寸法と絶縁部材49のz方向の寸法との合計と略同じである。各土台部29は、入力端子42の一部が接合されて、当該入力端子42を支持しており、入力端子42の姿勢を安定させている。なお、半導体装置A1は、複数の土台部29を備えなくてもよい。
 入力端子41,42はそれぞれ、金属板である。当該金属板の構成材料は、CuまたはCu合金である。本実施形態において、入力端子41,42はともに、z方向寸法が0.8mm程度であるが、これに限定されない。入力端子41,42はともに、図4および図10に示すように、半導体装置A1においてx方向x2側寄りに位置する。入力端子41と入力端子42との間には、たとえば電源電圧が印加される。なお、入力端子41,42には、図示しない電源(図示略)から直接、電源電圧が印加されてもよい。また、入力端子41,42を挟み込むようにバスバー(図示略)が接続され、当該バスバーを介して、電源電圧が印加されてもよい。また、入力端子41と入力端子42との間には、スナバ回路などが並列接続されてもよい。入力端子41は、正極(P端子)であり、入力端子42は、負極(N端子)である。入力端子42は、z方向において、入力端子41および導電部材22Aの双方に対して離間して配置されている。
 入力端子41は、導電部材22Aを介して、複数の半導体素子10Aの各ドレイン電極113に導通する。入力端子41は、図4および図10に示すように、パッド部411および端子部412を備えている。
 パッド部411は、入力端子41のうち、封止樹脂7に覆われた部分である。パッド部411のx方向x1側の端部は、櫛歯状となっており、複数の櫛歯部411aを含んでいる。複数の櫛歯部411aの各々は、導電部材22Aの主面221Aに導通接合されている。当該接合方法は、レーザ光を用いたレーザ溶接による接合であってもよいし、超音波接合であってもよいし、導電性接合材を用いた接合であってもよい。
 端子部412は、入力端子41のうち、封止樹脂7から露出した部分である。端子部412は、図7、図9および図10に示すように、z方向視において、封止樹脂7からx方向x2側に延びている。
 入力端子42は、複数の半導体素子10Bの各ソース電極111に導通する。入力端子42は、図4および図10に示すように、パッド部421および端子部422を備えている。
 パッド部421は、入力端子42のうち、封止樹脂7に覆われた部分である。パッド部421は、連結部421a、複数の延出部421b、および、複数の突出部421cを備えている。連結部421aは、y方向に延びる帯状である。連結部421aは、端子部422に繋がっている。複数の延出部421bは、連結部421aからx方向x1側に向けて延びる帯状である。本実施形態においては、各延出部421bは、連結部421aから、z方向視において半導体素子10Bに重なるまで延びている。複数の延出部421bは、z方向視において、y方向に並んでおり、かつ、互いに離間している。各延出部421bは、z方向z1側を向く面の一部が各土台部29に接しており、当該各土台部29を介して、導電部材22Aに支持されている。複数の突出部421cは、各延出部421bの先端部分(x方向x1側の端部)において、延出部421bからz方向z1側に突き出た部分である。各突出部421cによって、延出部421bと半導体素子10Bとのz方向における高低差を解消している。各突出部421cは、緩衝部材8および導電性接合層3(後述する端子接合層33)を介して、半導体素子10Bのソース電極111に導通接続している。突出部421cは、z方向視において、半導体素子10Bのソース電極111に重なる。本実施形態では、図15に示すように、各突出部421cの半導体素子10Bに対向する面には、めっき層421dが形成されている。なお、めっき層421dは、入力端子42の他の面も覆ってもよいし、全ての面を覆ってもよい。本実施形態では、めっき層421dは、たとえばAgからなる。なお、めっき層421dの材料は限定されない。
 端子部422は、入力端子42のうち、封止樹脂7から露出した部分である。端子部422は、図4および図10に示すように、z方向視において、封止樹脂7からx方向x2側に延びている。端子部422は、z方向視矩形状である。端子部422は、図4および図10に示すように、z方向視において、入力端子41の端子部412に重なっている。端子部422は、端子部412に対して、z方向z2側に離間している。なお、本実施形態においては、端子部422の形状は、端子部412の形状と同一である。入力端子42は、「第1接続部材」の一例である。
 出力端子43は、金属板である。当該金属板の構成材料は、たとえばCuまたはCu合金である。出力端子43は、図2および図4に示すように、半導体装置A1においてx方向x1側寄りに位置する。出力端子43は、導電部材22Bを介して、複数の半導体素子10Bの各ドレイン電極113に導通する。また、出力端子43は、導電部材22Bおよびリード部材51を介して、複数の半導体素子10Aの各ソース電極111に導通する。複数の半導体素子10のオンオフにより変換された電圧は、この出力端子43から出力される。出力端子43は、図2および図4に示すように、パッド部431および端子部432を備えている。
 パッド部431は、出力端子43のうち、封止樹脂7に覆われた部分である。パッド部431のx方向x2側の部分は、櫛歯状となっており、複数の櫛歯部431aを含んでいる。複数の櫛歯部431aの各々は、導電部材22Bの主面221Bに導通接合されている。当該接合方法は、レーザ光を用いたレーザ溶接による接合であってもよいし、超音波接合であってもよいし、導電性接合材を用いた接合であってもよい。
 端子部432は、出力端子43のうち、封止樹脂7から露出した部分である。端子部432は、図3、図6、図7、図8および図10に示すように、封止樹脂7からx方向x1側に延び出ている。
 一対のゲート端子44A,44Bは、図1~図7に示すように、y方向において、各導電部材22A,22Bの隣に位置する。ゲート端子44Aには、複数の半導体素子10Aを駆動させるためのゲート電圧が印加される。ゲート端子44Bには、複数の半導体素子10Bを駆動させるためのゲート電圧が印加される。
 一対のゲート端子44A,44Bはともに、図4および図5に示すように、パッド部441および端子部442を備えている。各ゲート端子44A,44Bにおいて、パッド部441は、封止樹脂7に覆われている。これにより、各ゲート端子44A,44Bは、封止樹脂7に支持されている。なお、パッド部441の表面には、たとえば銀めっきが施されていてもよい。端子部442は、パッド部441に繋がり、かつ、封止樹脂7から露出している。端子部442は、x方向視において、L字状をなしている。
 一対の検出端子45A,45Bは、図1~図7に示すように、x方向において一対のゲート端子44A,44Bの隣に位置する。検出端子45Aから、複数の半導体素子10Aの各ソース電極111に印加される電圧が検出される。検出端子45Bから、複数の半導体素子10Bの各ソース電極111に印加される電圧が検出される。
 一対の検出端子45A,45Bはともに、図4および図5に示すように、パッド部451および端子部452を備えている。各検出端子45A,45Bにおいて、パッド部451は、封止樹脂7に覆われている。これにより、各検出端子45A,45Bは、封止樹脂7に支持されている。なお、パッド部451の表面には、たとえば銀めっきが施されていてもよい。端子部452は、パッド部451に繋がり、かつ、封止樹脂7から露出している。端子部452は、x方向に見て、L字状をなしている。
 複数のダミー端子46は、図1~図7に示すように、x方向において一対のゲート端子44A,44Bに対して一対の検出端子45A,45Bとは反対側に位置する。本実施形態においては、ダミー端子46の数は6つである。このうち3個のダミー端子46は、x方向の一方側(x方向x2側)に位置する。残り3個のダミー端子46は、x方向の他方側(x方向x1側)に位置する。なお、複数のダミー端子46は、上記した構成に限定されない。また、半導体装置A1は、複数のダミー端子46を備えない構成であってもよい。
 複数のダミー端子46の各々は図4および図5に示すように、パッド部461および端子部462を備えている。各ダミー端子46において、パッド部461は、封止樹脂7に覆われている。これにより、複数のダミー端子46は、封止樹脂7に支持されている。なお、パッド部461の表面には、たとえば銀めっきが施されていてもよい。端子部462は、パッド部461に繋がり、かつ、封止樹脂7から露出している。端子部462は、x方向に見て、L字状をなしている。なお、端子部462の形状は、一対のゲート端子44A,44Bの各端子部442の形状、および、一対の検出端子45A,45Bの各端子部452の形状と同一である。
 一対の側方端子47A,47Bは、図4に示すように、z方向視において、封止樹脂7のy方向y1側の端部に重なっている。また、側方端子47Aは封止樹脂7のx方向x2側の端部に重なっており、側方端子47Bは封止樹脂7のx方向x1側の端部に重なっている。側方端子47Aは、導電部材22Aに接合されており、x方向x2側を向く端面を除いて、封止樹脂7に覆われている。側方端子47Bは、導電部材22Bに接合されており、x方向x1側を向く端面を除いて封止樹脂7に覆われている。本実施形態においては、各側方端子47A,47Bは、z方向視において、そのすべてが封止樹脂7に重なる。各側方端子47A,47Bの接合方法は、レーザ溶接による接合であってもよいし、超音波接合であってもよいし、導電性接合材を用いた接合であってもよい。各側方端子47A,47Bは、一部がz方向視において屈曲しており、また、他の一部がz方向に屈曲している。なお、各側方端子47A,47Bの構成は、これに限定されない。たとえば、z方向視において、封止樹脂7からそれぞれ突き出るまで延びていてもよい。また、半導体装置A1は各側方端子47A,47Bを備えていなくてもよい。
 一対のゲート端子44A,44B、一対の検出端子45A,45Bおよび複数のダミー端子46は、図1~図7に示すように、z方向視において、x方向に沿って配列されている。半導体装置A1において、一対のゲート端子44A,44B、一対の検出端子45A,45B、複数のダミー端子46および一対の側方端子47A,47Bは、いずれも同一のリードフレームから形成される。
 絶縁部材49は、電気絶縁性を有しており、その構成材料は、たとえば絶縁紙などである。絶縁部材49の一部は、平板であって、図6、図9および図10に示すように、z方向において入力端子41の端子部412と、入力端子42の端子部422とに挟まれている。z方向視において、入力端子41は、その全部が絶縁部材49に重なっている。また、z方向視において、入力端子42は、パッド部421の一部と端子部422の全部とが絶縁部材49に重なっている。絶縁部材49により、2つの入力端子41,42が互いに絶縁されている。絶縁部材49の一部(x方向x1側の部分)は、封止樹脂7に覆われている。
 絶縁部材49は、図10に示すように、介在部491および延出部492を備えている。介在部491は、z方向において、入力端子41の端子部412と、入力端子42の端子部422との間に介在する。介在部491は、その全部が端子部412と端子部422とに挟まれている。延出部492は、介在部491から端子部412および端子部422よりもさらに、x方向x2側に向けて延びている。
 複数のリード部材51は、それぞれ異なる半導体素子10Aのソース電極111に導通する。各リード部材51は、半導体素子10Aのソース電極111を導電部材22Bに導通接続させる。各リード部材51は、z方向視において、x方向に延びる矩形状である。各リード部材51は、板状の接続部材である。各リード部材51は、第1接合部511、第2接合部512および連絡部513を備えている。
 第1接合部511は、緩衝部材8および導電性接合層3(後述するリード接合層321)を介して、半導体素子10Aのソース電極111に導通接続された部分である。第1接合部511は、z方向視において、半導体素子10Aのソース電極111に重なる。本実施形態では、図13に示すように、第1接合部511の半導体素子10Aに対向する面には、めっき層515が形成されている。なお、めっき層515は、リード部材51の他の面も覆ってもよいし、全ての面を覆ってもよい。本実施形態では、めっき層515は、たとえばAgからなる。なお、めっき層515の材料は限定されない。本実施形態においては、第1接合部511は、そのz方向の寸法(厚さ)は、160~200μm程度である。なお、第1接合部511の厚さは、これに限定されない。
 第2接合部512は、導電性接合層3(後述するリード接合層322)を介して、導電部材22Bに接合された部分である。本実施形態では、第2接合部512の、導電部材22Bに対向する面にも、めっき層515が形成されている。第2接合部512の厚さは、第1接合部511の厚さよりも大きい。本実施形態においては、第2接合部512は、そのz方向の寸法(厚さ)が、500~700μm程度である。なお、第2接合部512の厚さは、これに限定されない。
 連絡部513は、第1接合部511と第2接合部512とに繋がる部分である。連絡部513のz方向z1側を向く面は、封止樹脂7に接している。連絡部513の厚さは、第1接合部511の厚さと同じであり、160~200μm程度である。なお、連絡部513の厚さは、これに限定されない。リード部材51は、「第1接続部材」または「第2接続部材」の一例である。
 複数の緩衝部材8は、後述する加圧加熱工程において、各半導体素子10への荷重が均等になるように、自らが変形するものである。複数の緩衝部材8は、複数の緩衝部材81および複数の緩衝部材82を含んでいる。複数の緩衝部材81は、図12および図13に示すように、それぞれ、半導体素子10Aのソース電極111と、リード部材51の第1接合部511との間に介在する。複数の緩衝部材81は、z方向視において、半導体素子10Aのソース電極111に重なっている。複数の緩衝部材82は、図14および図15に示すように、それぞれ、半導体素子10Bのソース電極111と、入力端子42の各突出部421cとの間に介在する。複数の緩衝部材82は、z方向視において、半導体素子10Bのソース電極111に重なっている。緩衝部材81と緩衝部材82とを区別せずに説明する場合は、緩衝部材8と記載する。
 各緩衝部材8は、図13および図15に示すように、主面801および裏面802を有する。主面801および裏面802は、z方向において離間し、かつ、互いに反対側を向く。本実施形態において、主面801は、z方向z2側を向き、リード部材51の第1接合部511または入力端子41の各突出部421cに対向している。裏面802は、z方向z1側を向き、半導体素子10のソース電極111に対向している。主面801および裏面802の全面には、めっき層85が形成されている。めっき層85は、主面801または裏面802に接して形成されている。本実施形態では、めっき層85は、たとえばAgからなる。図13に示すように、緩衝部材81とリード部材51の第1接合部511とは、緩衝部材81の主面801に形成されためっき層85(Ag)と第1接合部511に形成されためっき層515(Ag)との固相拡散接合によって接合されている。また、図15に示すように、緩衝部材82と入力端子42の突出部421cとは、緩衝部材82の主面801に形成されためっき層85(Ag)と突出部421cに形成されためっき層421d(Ag)との固相拡散接合によって接合されている。また、図13および図15に示すように、緩衝部材8と半導体素子10のソース電極111とは、導電性接合層3によって接合されている。緩衝部材8は、第1接合部511または突出部421cとも、導電性接合層3によって接合されてもよい。なお、めっき層85の材料は限定されない。
 各緩衝部材8は、各リード部材51および入力端子41より、ビッカース硬さが小さく、導電性を有する。本実施形態では、各リード部材51および入力端子41の構成材料がCuなので、各緩衝部材8は、Cuよりビッカース硬さが小さい材料であるAlからなる。ここで、ビッカース硬さ(単位:HV)とは、硬さを表す尺度であり、ダイヤモンドからなるピラミッド形の圧子を試験荷重で材料表面に押し込み、試験荷重を形成されたくぼみの表面積で除した値である。なお、各緩衝部材8の構成材料は限定されず、各リード部材51および入力端子41よりビッカース硬さが小さいものであればよい。各緩衝部材8のビッカース硬さは、50HV以下1HV以上が望ましく、たとえばSn,In,Znなどであってもよい。各緩衝部材8は、加圧加熱工程において、各リード部材51または入力端子42が半導体素子10に押し付けられたときに、自らが変形することで、半導体素子10に偏った荷重がかからないようにする。
 図16Aおよび図16Bは、加圧加熱工程において、緩衝部材8が自ら変形することで、各半導体素子10への荷重を均等にする状態を説明するための模式図である。図16Aは、導電部材22Aに搭載された2個の半導体素子10Aと、各半導体素子10Aにそれぞれ導通接続されるリード部材51と、半導体素子10Aとリード部材51との間にそれぞれ配置された緩衝部材81とを示している。各緩衝部材81は、この段階ではまだ変形していない。左側の半導体素子10Aは、右側の半導体素子10Aより厚く、また、導電部材22Aとの間に配置された導電性接合層3の厚さも厚くなっている。したがって、導電部材22Aの主面221Aからリード部材51の上面(半導体素子10Aとは反対側を向く面)までの高さは、左側が右側より高くなっている。
 図16Bは、加圧部材90が各リード部材51を押さえて加圧をした状態を示している。左側の半導体素子10Aの上に配置された緩衝部材81は、加圧によって変形して、押しつぶされた形状になっている。これにより、当該緩衝部材8の厚さは薄くなって、導電部材22Aの主面221Aからリード部材51の上面までの高さは、右側と左側とが同程度になっている。これにより、左側の半導体素子10Aにかけられる荷重と、右側の半導体素子10Aにかけられる荷重とが同程度になって、2個の半導体素子10Aには均等に荷重がかかる。
 複数の緩衝部材8は、いずれも変形せず、加圧加熱工程の前の形状を維持している場合がある。一方、複数の緩衝部材8のいずれかが、加圧加熱工程で変形している場合がある。図12および図13は、変形した緩衝部材81を示している。本実施形態では、z方向視において、変形前の緩衝部材81の形状は、リード部材51の第1接合部511と同程度の大きさの矩形状である。当該緩衝部材81は、図12に示すように、z方向視において、加圧により押しつぶされて外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する形状である。また、図13に示すように、断面がz方向に直交する方向の両端が円弧状に外方に突出する形状になっている。当該緩衝部材81は、図12および図13に示すように、第1部81aおよび第2部81bを備えている。第1部81aは、z方向視において、リード部材51に重なる部分である。第2部81bは、第1部81aにつながり、z方向視においてリード部材51から突出した部分である。図11および図12においては、第2部81bにハッチングを付している。図13においては、第1部81aと第2部81bとの境界を破線で示している。
 図14および図15は、変形した緩衝部材82を示している。本実施形態では、z方向視において、変形前の緩衝部材82の形状は、入力端子41の各突出部421cと同程度の大きさの矩形状である。当該緩衝部材82は、図14に示すように、z方向視において、加圧により押しつぶされて外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する形状である。また、図15に示すように、断面がz方向に直交する方向の両端が円弧状に外方に突出する形状になっている。当該緩衝部材82は、図14および図15に示すように、第1部82aおよび第2部82bを備えている。第1部82aは、z方向視において、入力端子42に重なる部分である。第2部82bは、第1部82aにつながり、z方向視において入力端子42から突出した部分である。図14においては、第2部82bにハッチングを付している。図15においては、第1部82aと第2部82bとの境界を破線で示している。
 図13および図15に示すように、緩衝部材8の厚さ(z方向の寸法)T1は、半導体素子10の厚さ(z方向の寸法)T2の10%以上30%以下である。変形していない(変形する前の)緩衝部材8の厚さT1も、厚さT2の10%以上30%以下である。厚さT1が小さすぎると、変形によって荷重を均等化することができない。一方、必要な材料を抑制する観点から、厚さT1を大きくしすぎる必要はない。本実施形態では、厚さT2が350~370μm程度なので、変形していない(変形する前の)緩衝部材8の厚さT1を50~100μm程度としている。なお、厚さT1は、限定されず、適宜設定される。厚さT1にはある程度の大きさが必要なので、厚さT2が小さい場合(たとえば100μm程度の場合)には、厚さT1は、厚さT2の50~100%程度に設定される。各緩衝部材8は、「第1部材」または「第2部材」の一例である。
 複数の導電性接合層3の各々は、焼結処理によって形成された焼結金属からなる。各導電性接合層3の構成材料は、本実施形態では、たとえば焼結銀である。なお、各導電性接合層3の構成材料は、これに限定されず、焼結銅などの他の焼結金属であってもよい。各導電性接合層3は、多数の微細孔を有する多孔質であり、本実施形態においては、当該微細孔が空隙であるものとするが、当該微細孔にたとえばエポキシ樹脂が充填されていてもよい。すなわち、各導電性接合層3は、エポキシ樹脂を含有した焼結金属であってもよい。ただし、エポキシ樹脂の含有量が多いと、導電性接合層3の導電性を低下させるため、半導体装置A1における電流量を考慮してエポキシ樹脂の含有量を設定する。導電性接合層3は、焼結用金属材料を焼結処理することで、形成される。なお、本実施形態においては、各導電性接合層3は、たとえば図13および図15に示すように、断面が矩形状になっている場合を示しているが、台形状であってもよいし、側方が湾曲していてもよいし、フィレットが形成されていてもよい。
 本実施形態において、複数の導電性接合層3は、複数の素子接合層31A,31B、複数のリード接合層321,322、および複数の端子接合層33を含んでいる。
 複数の素子接合層31Aの各々は、各半導体素子10Aを導電部材22Aに接合するためのものである。各素子接合層31Aは、図13に示すように、各半導体素子10Aの素子裏面102と導電部材22Aとの間に介在し、当該半導体素子10Aのドレイン電極113と導電部材22Aとを導通させている。各素子接合層31Aは、その厚さが30~100μm程度である。なお、各素子接合層31Aの厚さはこれに限定されない。
 複数の素子接合層31Bの各々は、各半導体素子10Bを導電部材22Bに接合するためのものである。各素子接合層31Bは、図15に示すように、各半導体素子10Bの素子裏面102と導電部材22Bとの間に介在し、当該半導体素子10Bのドレイン電極113と導電部材22Bとを導通させている。各素子接合層31Bは、その厚さが各素子接合層31Aと同様に30~100μm程度である。なお、各素子接合層31Bの厚さはこれに限定されない。素子接合層31A,31Bは、「第2の導電性接合層」の一例である。
 複数のリード接合層321,322の各々は、各リード部材51を接合するためのものである。
 複数のリード接合層321の各々は、図11~図13に示すように、各リード部材51の第1接合部511に接合された緩衝部材81を各半導体素子10Aのソース電極111に接合するためのものである。各リード接合層321は、各半導体素子10Aのソース電極111と各リード部材51の第1接合部511との間に介在し、当該半導体素子10Aのソース電極111と当該リード部材51とを導通させている。各リード接合層321は、その厚さが30~100μm程度である。なお、各リード接合層321の厚さは、これに限定されない。リード接合層321は、「導電性接合層」の一例である。
 複数のリード接合層322の各々は、図11に示すように、各リード部材51の第2接合部512を導電部材22Bに接合するためのものである。各リード接合層322は、各リード部材51の第2接合部512と導電部材22Bの一部との間に介在し、当該リード部材51と導電部材22Bとを導通させている。各リード接合層322は、その厚さが30~100μm程度である。なお、各リード接合層322の厚さは、これに限定されない。
 複数の端子接合層33の各々は、図14および図15に示すように、入力端子42の各突出部421cに接合された緩衝部材82を各半導体素子10Bのソース電極111に接合するためのものである。各端子接合層33は、各半導体素子10Bのソース電極111と入力端子42の各突出部421cとの間に介在し、当該半導体素子10Bのソース電極111と入力端子42とを導通させている。各端子接合層33は、その厚さが30~100μm程度である。なお、各端子接合層33の厚さは、これに限定されない。端子接合層33は、「導電性接合層」の一例である。
 複数のワイヤ6の各々は、いわゆるボンディングワイヤである。各ワイヤ6は、導電性を有しており、その構成材料は、たとえばAl(アルミニウム)、Au(金)、Cuのいずれかである。本実施形態において、複数のワイヤ6は、図4および図5に示すように、複数のゲートワイヤ61、複数の検出ワイヤ62、一対の第1接続ワイヤ63および一対の第2接続ワイヤ64を含んでいる。
 複数のゲートワイヤ61の各々は、図4および図5に示すように、その一端が各半導体素子10のゲート電極112に接合され、その他端が一対のゲート層24A、24Bのいずれかに接合されている。複数のゲートワイヤ61には、各半導体素子10Aのゲート電極112とゲート層24Aとを導通させるものと、各半導体素子10Bのゲート電極112とゲート層24Bとを導通させるものとがある。
 複数の検出ワイヤ62の各々は、図4および図5に示すように、その一端が各半導体素子10のソース電極111に接合され、その他端が一対の検出層25A,25Bのいずれかに接合されている。複数の検出ワイヤ62には、各半導体素子10Aのソース電極111と検出層25Aとを導通させるものと、各半導体素子10Bのソース電極111と検出層25Bとを導通させるものとがある。
 一対の第1接続ワイヤ63は、図4および図5に示すように、その一方がゲート層24Aとゲート端子44Aとを接続し、その他方がゲート層24Bとゲート端子44Bとを接続する。一方の第1接続ワイヤ63は、一端がゲート層24Aに接合され、他端がゲート端子44Aのパッド部441に接合されており、ゲート層24Aとゲート端子44Aとを導通させている。他方の第1接続ワイヤ63は、一端がゲート層24Bに接合され、他端がゲート端子44Bのパッド部441に接合されており、ゲート層24Bとゲート端子44Bとを導通させている。
 一対の第2接続ワイヤ64は、図4および図5に示すように、その一方が検出層25Aと検出端子45Aとを接続し、その他方が検出層25Bと検出端子45Bとを接続する。一方の第2接続ワイヤ64は、一端が検出層25Aに接合され、他端が検出端子45Aのパッド部451に接合されており、検出層25Aと検出端子45Aとを導通させている。他方の第2接続ワイヤ64は、一端が検出層25Bに接合され、他端が検出端子45Bのパッド部451に接合されており、検出層25Bと検出端子45Bとを導通させている。
 封止樹脂7は、図1、図3、図4、図6~図10に示すように、複数の半導体素子10、支持基板20の一部、複数の導電性接合層3、各端子40の一部ずつ、複数のリード部材51、複数のワイヤ6を覆っている。封止樹脂7の構成材料は、たとえばエポキシ樹脂である。封止樹脂7は、図1、図3、図4、図6~図10に示すように、樹脂主面71、樹脂裏面72および複数の樹脂側面731~734を有している。
 樹脂主面71および樹脂裏面72は、z方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。樹脂主面71は、z方向z2側を向き、樹脂裏面72は、z方向z1側を向く。樹脂裏面72は、図7に示すように、z方向視において、絶縁基板21の裏面212を囲む枠状である。絶縁基板21の裏面212は、当該樹脂裏面72から露出する。複数の樹脂側面731~734の各々は、樹脂主面71および樹脂裏面72の双方に繋がり、かつ、z方向においてこれらに挟まれている。本実施形態においては、樹脂側面731,732は、x方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。樹脂側面731は、x方向x2側を向き、樹脂側面732は、x方向x1側を向く。また、樹脂側面733,734は、y方向において、離間し、かつ、互いに反対側を向く。樹脂側面733は、y方向y2側を向き、樹脂側面734は、y方向y1側を向く。
 本実施形態においては、封止樹脂7は、図6、図7および図10に示すように、各々が樹脂裏面72からz方向に窪んだ複数の凹部75を備えている。なお、封止樹脂7は、これらの凹部75を備えていなくてもよい。複数の凹部75の各々は、y方向に延びており、z方向視において、樹脂裏面72の、y方向y1側の端縁からy方向y2側の端縁まで繋がっている。本実施形態においては、複数の凹部75は、z方向視において、絶縁基板21の裏面212を挟んで、x方向にそれぞれ3つずつ形成されている。
 次に、第1実施形態にかかる半導体装置A1の製造方法について説明する。
 まず、支持基板20を準備する。支持基板20を準備する工程(支持基板準備工程)では、絶縁基板21上に、複数の導電部材22(導電部材22A,22B)を互いに離間して接合する。そして、導電部材22A,22B上に、一対の絶縁層23A,23B、一対のゲート層24A,24B、一対の検出層25A、25B、および、複数の土台部29を接合する。
 次いで、複数のリード部材51を準備する。リード部材51を準備する工程(リード準備工程)では、構成材料がCuあるいはCu合金である金属板に、たとえば圧延などの金属加工を行うことで、リード部材51を形成する。次いで、各リード部材51に、めっき層515を形成する。そして、各リード部材51の第1接合部511に、めっき層85が形成された緩衝部材81を接合する。当該接合は、緩衝部材81の主面801に形成されためっき層85(Ag)と第1接合部511に形成されためっき層515(Ag)との固相拡散接合によって行われる。
 次いで、複数の焼結用金属材料301を形成する。各焼結用金属材料301は、素子接合層31A,31Bの基となるものである。本実施形態においては、各焼結用金属材料301として、ペースト状の焼結用銀を用いる。このペースト状の焼結用銀は、溶媒中に、マイクロサイズあるいはナノサイズの銀粒子が混ぜ合わさったものである。本実施形態においては、焼結用銀の溶媒は、エポキシ樹脂を含んでいない(あるいはほとんど含んでいない)。焼結用金属材料301を形成する工程(第1焼結用金属材料形成工程)においては、たとえばマスクを用いたスクリーン印刷によって、各焼結用金属材料301を、導電部材22A,22B上に塗布する。なお、導電部材22A上に塗布された各焼結用金属材料301が、後に半導体装置A1の素子接合層31Aとなり、導電部材22B上に塗布された各焼結用金属材料301が、後に半導体装置A1の素子接合層31Bとなる。複数の焼結用金属材料301の形成方法は、上記したスクリーン印刷に限定されない。たとえば、ディスペンサーによって、焼結用金属材料301を塗布してもよい。塗布された焼結用金属材料301の厚さは、50~110μm程度である。
 次いで、複数の焼結用金属材料301の乾燥処理を行う。この乾燥処理を行う工程(乾燥工程)では、各焼結用金属材料301を、およそ130℃の温度で、およそ20minの間加熱する。なお、加熱条件は、これに限定されない。これにより、各焼結用金属材料301の溶媒が気化する。
 次いで、焼結用金属材料301上にそれぞれ1個ずつ半導体素子10A,10Bのいずれかを搭載する。具体的には、導電部材22A上に形成した焼結用金属材料301上にそれぞれ1個ずつ半導体素子10Aを載置し、導電部材22B上に形成した焼結用金属材料301上にそれぞれ1個ずつ半導体素子10Bを載置する。半導体素子10A,10Bを搭載する工程(マウント工程)においては、導電部材22Aと半導体素子10Aの素子裏面102とが対向した姿勢で、各半導体素子10Aを導電部材22A上に載置する。また、導電部材22Bと半導体素子10Bの素子裏面102とが対向した姿勢で、各半導体素子10Bを導電部材22B上に載置する。
 次いで、複数の半導体素子10A,10Bのソース電極111および導電部材22Bの上に、焼結用金属材料302をそれぞれ形成する。焼結用金属材料302は、リード接合層321,322および端子接合層33の基となるものである。本実施形態においては、各焼結用金属材料302として、プリフォーム状の焼結用銀を用いる。このプリフォーム状の焼結用銀は、たとえば上記したペースト状の焼結用銀を乾燥処理した後、所定の形状に成形されたものである。なお、プリフォーム状の焼結用銀は、所定の形状に成形された後に、乾燥処理されたものでもよい。焼結用金属材料302を形成する工程(第2焼結用金属材料形成工程)においては、複数の焼結用金属材料302を、複数の半導体素子10A,10Bのソース電極111および導電部材22Bの上にそれぞれ1個ずつ載置する。なお、各半導体素子10Aのソース電極111上に形成された各焼結用金属材料302が、後に半導体装置A1のリード接合層321となり、導電部材22B上に形成された各焼結用金属材料302が、後に半導体装置A1のリード接合層322となる。また、各半導体素子10Bのソース電極111上に形成された各焼結用金属材料302が、後に半導体装置A1の端子接合層33となる。載置される焼結用金属材料302の厚さは50~110μm程度である。
 次いで、上記リード準備工程において準備した、第1接合部511に緩衝部材81が接合されたリード部材51を用いて、各半導体素子10Aと導電部材22Bとを接続する。このリード部材51によって接続する工程(接続工程)においては、z方向視において、第1接合部511および緩衝部材81が半導体素子10Aのソース電極111上に形成された焼結用金属材料302に重なり、かつ、第2接合部512が導電部材22B上に形成された焼結用金属材料302に重なるように、リード部材51が配置される。
 次いで、複数の端子40を接合する。入力端子41の接合においては、櫛歯部411aを導電部材22Aの主面221Aに接合する。当該接合は、レーザ溶接による接合であってもよいし、超音波接合であってもよい。出力端子43の接合においては、櫛歯部431aを導電部材22Bの主面221Bに接合する。当該接合は、レーザ溶接による接合であってもよいし、超音波接合であってもよい。一対のゲート端子44A,44B、一対の検出端子45A,45B、複数のダミー端子46および一対の側方端子47A,47Bは、1つのリードフレーム上に形成されており、これらは繋がっている。そして、当該リードフレームにおける側方端子47A,47Bに対応する部分をそれぞれ導電部材22Aの主面221Aおよび導電部材22Bの主面221Bに接合する。当該接合は、レーザ溶接による接合であってもよいし、超音波接合であってもよい。
 次いで、入力端子42を、各半導体素子10Bに接続する。入力端子42の各突出部421cには、めっき層421dが形成されて、緩衝部材82が接合されている。突出部421cと緩衝部材82との接合は、緩衝部材82の主面801に形成されためっき層85(Ag)と突出部421cに形成されためっき層421d(Ag)との固相拡散接合によって行われる。入力端子42は、絶縁部材49を間に挟んで、入力端子41上に配置される。このとき、z方向視において、複数の突出部421cおよび緩衝部材82の各々が半導体素子10Bのソース電極111上に形成された焼結用金属材料302に重なるように、入力端子42が配置される。
 次いで、各焼結用金属材料301,302を焼結金属にするための加圧加熱処理を行う。この加圧加熱処理を行う工程(加圧加熱工程)においては、図16Aおよび図16Bに示すように、加圧部材90によって、各リード部材51を押さえることで、複数の焼結用金属材料301,302に圧力を加える。このとき、各リード部材51の上面のz方向における位置が同等となるように、一部の緩衝部材81が変形する(図16B参照)。これにより、各半導体素子10Aにかかる荷重が均等になる。また同時に、加圧部材90によって、あるいは、加圧部材90と異なる加圧部材によって、入力端子42を押さえることで、複数の焼結用金属材料301,302に圧力を加える。このとき、入力端子42の各突出部421cの上面(半導体素子10Bとは反対側を向く面)のz方向における位置が同等となるように、一部の緩衝部材82が変形する。これにより、各半導体素子10Bにかかる荷重が均等になる。そして、リード部材51を介して加圧された焼結用金属材料301,302および入力端子42を介して加圧された焼結用金属材料301,302を、たとえばおよそ250℃の温度でおよそ90秒の間加熱する。なお、加熱条件は、これに限定されない。これにより、複数の焼結用金属材料301,302のそれぞれにおいて、銀粒子同士が結合して、焼結金属となる。なお、半導体素子10Aと導電部材22Aとの間に介在する焼結金属が、半導体装置A1の素子接合層31Aであり、半導体素子10Bと導電部材22Bとの間に介在する焼結金属が、半導体装置A1の素子接合層31Bである。リード部材51の第1接合部511と半導体素子10Aとの間に介在する焼結金属が、半導体装置A1のリード接合層321である。リード部材51の第2接合部512と導電部材22Bとの間に介在する焼結金属が、半導体装置A1のリード接合層322である。入力端子42の各突出部421cと半導体素子10Bとの間に介在する焼結金属が、半導体装置A1の端子接合層33である。
 次いで、複数のワイヤ6を形成する。ワイヤ6を形成する工程(ワイヤ形成工程)においては、たとえば周知のワイヤボンダを用いる。ワイヤ形成工程においては、各半導体素子10Aのゲート電極112とゲート層24Aとを接続する複数のゲートワイヤ61と、各半導体素子10Bのゲート電極112とゲート層24Bとを接続する複数のゲートワイヤ61とを形成する。また、各半導体素子10Aのソース電極111と検出層25Aとを接続する複数の検出ワイヤ62と、各半導体素子10Bのソース電極111と検出層25Bとを接続する複数の検出ワイヤ62とを形成する。さらに、ゲート層24Aとゲート端子44Aとを接続する第1接続ワイヤ63と、ゲート層24Bとゲート端子44Bとを接続する第1接続ワイヤ63とを形成する。そして、検出層25Aと検出端子45Aとを接続する第2接続ワイヤ64と、検出層25Bと検出端子45Bとを接続する第2接続ワイヤ64とを形成する。なお、複数のワイヤ6の形成順序は、特に限定されない。
 次いで、封止樹脂7を形成する。封止樹脂7を形成する工程(樹脂形成工程)においては、たとえばトランスファモールド成形による。封止樹脂7は、たとえばエポキシ樹脂である。本実施形態においては、複数の半導体素子10、支持基板20の一部、複数の導電性接合層3、複数の端子40の一部ずつ、複数のリード部材51および複数のワイヤ6を覆うように、封止樹脂7を形成する。形成した封止樹脂7からは、各端子40の一部ずつと、支持基板20の一部(具体的には絶縁基板21の裏面212)が露出する。
 その後、複数の端子40の不要な部分(たとえば、上記リードフレームの一部)を切断したり、複数の端子40を折り曲げたりすることで、図1~図15に示す半導体装置A1が製造される。なお、上記した製造方法は一例であって、これに限定されず、適宜順序を入れ替えてもよい。
 次に、半導体装置A1の作用効果について説明する。
 本実施形態によると、各リード部材51の第1接合部511と半導体素子10Aのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材81が介在している。緩衝部材81は、Alからなり、Cuからなるリード部材51よりビッカース硬さが小さい。したがって、加圧加熱工程において、加圧部材90が各リード部材51を押さえて加圧をしたときに、一部の緩衝部材81が加圧によって押しつぶされて薄くなることで、各リード部材51の上面のz方向における位置(導電部材22Aの主面221Aから各リード部材51の上面までの高さ)が、同程度になる。これにより、各半導体素子10Aには均等に荷重がかかるので、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、本実施形態によると、入力端子42の各突出部421cと半導体素子10Bのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材82が介在している。緩衝部材82は、Alからなり、Cuからなる入力端子42よりビッカース硬さが小さい。したがって、加圧加熱工程において、加圧部材90が入力端子42を押さえて加圧をしたときに、一部の緩衝部材82が加圧によって押しつぶされて薄くなることで、各突出部421cの上面のz方向における位置(導電部材22Bの主面221Bから各突出部421cの上面までの高さ)が、同程度になる。これにより、各半導体素子10Bには均等に荷重がかかるので、一部の半導体素子10Bに偏った荷重がかかることを抑制できる。
 また、本実施形態によると、各緩衝部材8の主面801および裏面802の全面には、Agからなるめっき層85が形成されている。また、各リード部材51の第1接合部511にはAgからなるめっき層515が形成され、入力端子42の各突出部421cにはAgからなるめっき層421dが形成されている。これにより、各緩衝部材8は、リード部材51の第1接合部511または入力端子42の突出部421cと、Agの固相拡散接合によって接合可能である。また、各半導体素子10のソース電極111には、最も外側にAuの層が積層されためっき層115が形成されている。これにより、各緩衝部材8は、半導体素子10のソース電極111と、焼結銀からなる導電性接合層3によって強固に接合可能である。なお、各緩衝部材8は、第1接合部511または突出部421cとも、導電性接合層3によって強固に接合することも可能である。
 また、本実施形態によると、各半導体素子10Aの下に形成された焼結用金属材料301と、各半導体素子10Aの上に形成された焼結用金属材料302とが、同時に加圧加熱処理されている。すなわち、素子接合層31Aとリード接合層321とが、同時に焼結処理されている。1度の加圧加熱処理によって、これらの焼結用金属材料301,302から素子接合層31Aとリード接合層321とが形成されるため、半導体装置A1の生産性を向上できる。また、本実施形態によると、各半導体素子10Bの下に形成された焼結用金属材料301と、各半導体素子10Bの上に形成された焼結用金属材料302とが、同時に加圧加熱処理されている。すなわち、素子接合層31Bと端子接合層33とが、同時に焼結処理されている。1度の加圧加熱処理によって、これらの焼結用金属材料301,302から素子接合層31Bと端子接合層33とが形成されるため、半導体装置A1の生産性を向上できる。
 また、本実施形態によると、素子接合層31A,31Bは、ペースト状の焼結用銀である焼結用金属材料301から形成されている。ペースト状の焼結用銀は、プリフォーム状の焼結用銀と比較して、安価である。よって、半導体装置A1は、製造コストを抑制することができる。なお、本実施形態においては、素子接合層31A,31Bが、プリフォーム状の焼結用銀から形成されてもよい。すなわち、焼結用金属材料301として、プリフォーム状の焼結用銀を用いてもよい。この場合、ペースト状の焼結用銀を乾燥させる工程が不要となるため、生産性を向上することができる。
 なお、本実施形態においては、各半導体素子10の下に形成された焼結用金属材料301と、各半導体素子10の上に形成された焼結用金属材料302とが、同時に加圧加熱処理される場合について説明したが、これに限られない。各半導体素子10の下に形成された焼結用金属材料301の加圧加熱処理と、各半導体素子10の上に形成された焼結用金属材料302の加圧加熱処理とが分けて行われてもよい。
 なお、本実施形態においては、導電性接合層3が焼結金属からなる場合について説明したが、これに限られない。導電性接合層3は、たとえば銀ペーストなどであってもよい。
 図17~図28Bは、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
 図17および図18は、本開示の第2実施形態にかかる半導体装置A2を説明するための図である。図17は、半導体装置A2を示す部分拡大平面図であり、図12に対応する図である。なお、図17においては、リード部材51を透過して想像線(二点鎖線)で示している。図18は、半導体装置A2を示す部分拡大断面図であり、図13に対応する図である。本実施形態にかかる半導体装置A2は、緩衝部材8のz方向視における大きさが小さい点で、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第2実施形態にかかる各緩衝部材8は、第1実施形態にかかる半導体装置A1と比較して、z方向視における大きさが小さい。当該緩衝部材8は、変形する前の状態で、z方向視において、リード部材51の第1接合部511または入力端子41の突出部421cに内包される大きさであり、変形後においても内包されている。当該緩衝部材8の形状は、第1実施形態の場合と同様であり、z方向視において、加圧により押しつぶされて外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する形状である。また、図17に示すように、断面がz方向に直交する方向の両端が円弧状に外方に突出する形状になっている。一方、当該緩衝部材8は、z方向視において第1接合部511または突出部421cからはみ出しておらず、第1実施形態における第2部81b(82b)に相当する部分を有さない。
 本実施形態においても、各リード部材51の第1接合部511と半導体素子10Aのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材81が介在している。したがって、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、入力端子42の各突出部421cと半導体素子10Bのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材82が介在している。したがって、一部の半導体素子10Bに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A2は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。
 図19および図20は、本開示の第3実施形態にかかる半導体装置A3を説明するための図である。図19は、半導体装置A3を示す部分拡大斜視図であり、図11に対応する図である。なお、図19においては、ゲートワイヤ61および検出ワイヤ62を省略している。図20は、半導体装置A3を示す部分拡大断面図であり、図13に対応する図である。本実施形態にかかる半導体装置A3は、リード部材51に代えてソースワイヤ65を備えている点で、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第3実施形態にかかる半導体装置A3は、複数のリード部材51を備えておらず、複数のソースワイヤ65および複数の板部材55をさらに備えている。半導体装置A3では、半導体素子10Aのソース電極111と導電部材22Bとが、リード部材51に代えて、ソースワイヤ65によって導通接続されている。
 各ソースワイヤ65は、いわゆるボンディングワイヤである。各ソースワイヤ65は、半導体素子10Aのソース電極111と導電部材22Bとを導通させる。各ソースワイヤ65は、大きな電流に耐えられるように、たとえばCuからなる。各ソースワイヤ65は、その一端が各半導体素子10Aのソース電極111に導通する板部材55に接合され、その他端が導電部材22Bに接合されている。
 板部材55は、ソースワイヤ65が接合されるときの衝撃から半導体素子10Aのソース電極111を保護するための緩衝材であり、たとえばCuからなる板部材である。板部材55は、z方向視において、矩形状であり、半導体素子10Aのソース電極111に重なっている。本実施形態では、板部材55の半導体素子10Aに対向する面には、めっき層515が形成されている。なお、めっき層515は、第1実施形態と同様であり、たとえばAgからなる。なお、めっき層515の材料は限定されない。本実施形態においては、板部材55のz方向の寸法(厚さ)は、100~200μm程度である。なお、板部材55の厚さは、これに限定されない。緩衝部材81は、第1実施形態と同様であり、半導体素子10Aのソース電極111と、板部材55との間に介在する。一部の緩衝部材81は、加圧加熱工程において加圧部材90が各板部材55を押さえたときに変形する。本実施形態においては、板部材55が、「第1接続部材」または「第2接続部材」の一例である。
 本実施形態によると、各板部材55と半導体素子10Aのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材81が介在している。したがって、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、入力端子42の各突出部421cと半導体素子10Bのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材82が介在している。したがって、一部の半導体素子10Bに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A3は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。
 図21は、本開示の第4実施形態にかかる半導体装置A4を示す部分拡大断面図であり、図13に対応する図である。本実施形態にかかる半導体装置A4は、リード接合層321および端子接合層33を備えていない点で、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第4実施形態にかかる緩衝部材8に形成されためっき層85は、Auからなる。また、リード部材51の第1接合部511に形成されためっき層515、および、入力端子42の突出部421cに形成されためっき層421dは、Auからなる。緩衝部材81とリード部材51の第1接合部511とは、めっき層85(Au)とめっき層515(Au)との固相拡散接合によって接合されている。また、緩衝部材82と入力端子42の各突出部421cとは、めっき層85(Au)とめっき層421d(Au)との固相拡散接合によって接合されている。
 リード部材51の第1接合部511に接合された緩衝部材81と、半導体素子10Aのソース電極111とは、めっき層85(Au)とめっき層115(最も外側の層がAu)との固相拡散接合によって接合されている。入力端子42の各突出部421cに接合された緩衝部材82と、半導体素子10Bのソース電極111とは、めっき層85(Au)とめっき層115(最も外側の層がAu)との固相拡散接合によって接合されている。
 本実施形態においても、各リード部材51の第1接合部511と半導体素子10Aのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材81が介在している。したがって、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、入力端子42の各突出部421cと半導体素子10Bのソース電極111との間には、それぞれ緩衝部材82が介在している。したがって、一部の半導体素子10Bに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A4は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。さらに、半導体装置A4は、緩衝部材8と半導体素子10のソース電極111とは、めっき層85(Au)とめっき層115(最も外側の層がAu)との固相拡散接合によって接合されている。したがって、リード接合層321および端子接合層33を備える必要がない。
 なお、本実施形態では、めっき層115の最も外側の層、めっき層515、めっき層421d、およびめっき層85がそれぞれAuからなる場合について説明したが、これに限られない。めっき層115の最も外側の層、めっき層515、めっき層421d、およびめっき層85はそれぞれAgからなってもよい。この場合、Ag同士の固相拡散接合によって接合される。
 図22は、本開示の第5実施形態にかかる半導体装置A5を示す部分拡大断面図であり、図13に対応する図である。本実施形態にかかる半導体装置A5は、緩衝部材81の配置位置が、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第5実施形態にかかる半導体装置A5においては、緩衝部材81がリード部材51の第1接合部511の半導体素子10Aとは反対側(z方向z2側)に配置されている。また、リード部材51の第1接合部511は、リード接合層321を介して、半導体素子10Aのソース電極111に接合されている。なお、同様に、緩衝部材82が入力端子41の突出部421cの半導体素子10Bとは反対側(z方向z2側)に配置されてもよい。
 本実施形態によると、緩衝部材81が各リード部材51の第1接合部511のz方向z2側に配置されている。したがって、加圧加熱工程において、加圧部材90が各リード部材51に接合された緩衝部材81を押さえて加圧をしたときに、一部の緩衝部材81が加圧によって押しつぶされて薄くなることで、各緩衝部材81の上面(半導体素子10Aとは反対側を向く面)のz方向における位置(導電部材22Aの主面221Aから各緩衝部材81の上面までの高さ)が、同程度になる。これにより、各半導体素子10Aには均等に荷重がかかるので、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A5は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。
 図23は、本開示の第6実施形態にかかる半導体装置A6を示す部分拡大断面図であり、図13に対応する図である。本実施形態にかかる半導体装置A6は、リード部材51の第1接合部511のz方向の両面にそれぞれ緩衝部材81が配置されている点で、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第6実施形態にかかる半導体装置A6においては、緩衝部材81がリード部材51の第1接合部511のz方向の両面に配置されている。本実施形態では、リード部材の材料として、Cuからなる板部材の両面にAlからなる板部材を貼り合わせたクラッド材が用いられている。当該クラッド材のCuからなる板部材がリード部材51であり、Alからなる板部材がそれぞれ緩衝部材81である。クラッド材の両面(各緩衝部材81の外側の面に相当)には、めっき層85が形成されている。なお、同様に、緩衝部材82が入力端子41の突出部421cのz方向の両面に配置されてもよい。
 本実施形態によると、各リード部材51の第1接合部511のz方向の両側にそれぞれ緩衝部材81が配置されている。したがって、加圧加熱工程において、加圧部材90が各リード部材51のz方向z2側の面に接合された緩衝部材81(以下では、「上側の緩衝部材81」と記載する)を押さえて加圧をしたときに、一部の緩衝部材81が加圧によって押しつぶされて薄くなることで、各上側の緩衝部材81の上面(半導体素子10Aとは反対側を向く面)のz方向における位置(導電部材22Aの主面221Aから各上側の緩衝部材81の上面までの高さ)が、同程度になる。これにより、各半導体素子10Aには均等に荷重がかかるので、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A6は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。
 図24は、本開示の第7実施形態にかかる半導体装置A7を示す部分拡大断面図であり、図13に対応する図である。本実施形態にかかる半導体装置A7は、リード部材51の材料が、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第7実施形態にかかる半導体装置A7は、緩衝部材81を備えておらず、リード部材51が緩衝部材としての機能を果たす。第7実施形態にかかるリード部材51は、ビッカース硬さがCuより小さく、導電性を有する材料からなり、たとえばAlからなる。当該リード部材51の第1接合部511の半導体素子10Aに対向する面には、第1実施形態と同様、めっき層515(Ag)が形成されている。リード部材51の第1接合部511と半導体素子10Aのソース電極111とは、リード接合層321によって接合されている。一部のリード部材51の第1接合部511は、加圧加熱工程で変形しており、z方向視において、加圧により押しつぶされて外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する形状である。また、図24に示すように、断面がz方向に直交する方向の両端が円弧状に外方に突出する形状になっている。本実施形態においては、リード部材51が、「第1接続部材」の一例である。なお、同様に、入力端子41がたとえばAlからなってもよい。
 本実施形態によると、各リード部材51はCuよりビッカース硬さが小さいAlからなる。したがって、加圧加熱工程において、加圧部材90が各リード部材51を押さえて加圧をしたときに、一部のリード部材51の第1接合部511が加圧によって押しつぶされて薄くなることで、各第1接合部511の上面(半導体素子10Aとは反対側を向く面)のz方向における位置(導電部材22Aの主面221Aから各第1接合部511の上面までの高さ)が、同程度になる。これにより、各半導体素子10Aには均等に荷重がかかるので、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A7は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。
 図25は、本開示の第8実施形態にかかる半導体装置A8を示す部分拡大断面図であり、図13に対応する図である。本実施形態にかかる半導体装置A8は、緩衝部材81の配置位置が、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第8実施形態にかかる半導体装置A8においては、緩衝部材81が、導電部材22Aと半導体素子10Aとの間に介在している。緩衝部材81と導電部材22Aとは、緩衝部材81の主面801に形成されためっき層85(Ag)と導電部材22Aの主面221Aに形成されためっき層222(Ag)との固相拡散接合によって接合されている。また、緩衝部材81と半導体素子10とは、素子接合層31Aによって接合されている。一部の緩衝部材81は、加圧加熱工程で変形しており、z方向視において、加圧により押しつぶされて外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する形状である。なお、同様に、緩衝部材82が、導電部材22Bと半導体素子10Bとの間に介在してもよい。また、緩衝部材81は素子接合層31Aと半導体素子10Aとの間に介在してもよく、緩衝部材82は素子接合層31Bと半導体素子10Bとの間に介在してもよい。
 本実施形態によると、緩衝部材81が導電部材22Aと半導体素子10Aとの間に介在している。したがって、加圧加熱工程において、加圧部材90が各リード部材51を押さえて加圧をしたときに、一部の緩衝部材81が加圧によって押しつぶされて薄くなることで、各リード部材51の上面のz方向における位置(導電部材22Aの主面221Aから各リード部材51の上面までの高さ)が、同程度になる。これにより、各半導体素子10Aには均等に荷重がかかるので、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A8は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。
 図26~図28Bは、本開示の第9実施形態にかかる半導体装置A9を説明するための図である。図26は、半導体装置A9を示す斜視図であって、封止樹脂7を想像線(二点鎖線)で示している。図27は、図26のXXVII-XXVII線に沿う断面図である。なお、図27においては、各めっき層を省略している。図28Aおよび図18Bは、半導体装置A9の製造工程の加圧加熱工程を説明するための模式図である。本実施形態にかかる半導体装置A9は、1個の半導体素子10Aだけを備えている点で、第1実施形態にかかる半導体装置A1と異なる。
 第9実施形態にかかる半導体装置A9は、いわゆるリードフレーム構造であり、図26に示すように、リードフレーム92を備えている。リードフレーム92の構成材料は、特に限定されないが、たとえばCuあるいはCu合金である。リードフレーム92は、ダイパッド部921および端子部922を備えている。ダイパッド部921は、半導体素子10Aを搭載する部分である。本実施形態においては、ダイパッド部921には、1個の半導体素子10Aが搭載されており、素子接合層31を介して、半導体素子10Aが接合されている。ダイパッド部921は、半導体素子10Aのドレイン電極113に導通する。本実施形態においては、ダイパッド部921が「導電体」の一例である。端子部922は、一部が封止樹脂7から露出している。端子部922は、リード部材51を介して、半導体素子10Aのソース電極111に導通している。
 第9実施形態にかかるリード部材51の第1接合部511は、緩衝部材81およびリード接合層321を介して、半導体素子10Aのソース電極111に導通接続されている。第2接合部512は、リード接合層322を介して、端子部922に接合されている。
 緩衝部材81は、半導体素子10Aのソース電極111と、リード部材51の第1接合部511との間に介在する。図28Aおよび図28Bに示すように、半導体装置A9の製造工程の加圧加熱工程においては、1度に複数の半導体装置A9の加圧加熱処理が行われる。
 図28Aは、2個のリードフレーム92と、各リードフレームにそれぞれ搭載される半導体素子10Aと、各半導体素子10Aにそれぞれ導通接続されるリード部材51と、半導体素子10Aとリード部材51との間にそれぞれ配置された緩衝部材81とを示している。リードフレーム92の底面からリード部材51の上面までの高さは、左側が右側より高くなっている。図28Bは、加圧部材90が各リード部材51を押さえて加圧をした状態を示している。左側の半導体素子10Aの上に配置された緩衝部材81は、加圧によって変形して、押しつぶされた形状になっている。これにより、当該緩衝部材81の厚さは薄くなって、リードフレーム92の底面からリード部材51の上面までの高さは、右側と左側とが同程度になっている。これにより、左側の半導体素子10Aにかけられる荷重と、右側の半導体素子10Aにかけられる荷重とが同程度になって、2個の半導体素子10Aには均等に荷重がかかる。
 同時に製造される複数の半導体装置A9のいずれかの緩衝部材81は、加圧加熱工程において、自ら変形することで、各半導体素子10Aへの荷重を均等にする。図26および図27に示す半導体装置A9は、緩衝部材81が加圧加熱工程で変形したものを示している。緩衝部材81は、z方向視において、加圧により押しつぶされて外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する形状である。また、断面がz方向に直交する方向の両端が円弧状に外方に突出する形状になっている。図26においては、第2部81bにハッチングを付している。図27においては、第1部81aと第2部81bとの境界を破線で示している。なお、半導体装置A9には、緩衝部材81が変形せず、直方体形状のままのものもある。
 本実施形態によると、リード部材51の第1接合部511と半導体素子10Aのソース電極111との間には、緩衝部材81が介在している。したがって、複数の半導体装置A9を1度に製造する加圧加熱工程において、一部の半導体素子10Aに偏った荷重がかかることを抑制できる。また、半導体装置A9は、半導体装置A1と共通する構成をとることにより、半導体装置A1と同等の効果を奏する。なお、本実施形態においては、半導体装置A9が半導体素子10Aを備える場合について説明したが、これに限られない。半導体装置A9は、半導体素子10Aに代えて、ダイオードまたはICなどの他の半導体素子を備えてもよい。
 本開示にかかる半導体装置は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示にかかる半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示は、以下の付記に記載された実施形態を含む。
 付記1.
 厚さ方向において互いに反対側を向く第1素子主面および第1素子裏面と、前記第1素子主面に配置された第1電極と、を有する第1半導体素子と、
 前記第1電極に導通する第1接続部材と、
 前記厚さ方向視において前記第1電極に重なり、ビッカース硬さが前記第1接続部材のビッカース硬さより小さく、かつ導電性を有する第1部材と、
を備えている、半導体装置。
 付記2.
 前記第1部材は、前記厚さ方向視において、外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する、付記1に記載の半導体装置。
 付記3.
 前記第1部材のビッカース硬さは、Cuのビッカース硬さより小さい、付記1または2に記載の半導体装置。
 付記4.
 前記第1部材のビッカース硬さは、50HV以下1HV以上である、付記3に記載の半導体装置。
 付記5.
 前記第1部材は、Alからなる、付記4に記載の半導体装置。
 付記6.
 前記第1部材は、前記第1電極と前記第1接続部材との間に介在する、付記1ないし5のいずれかに記載の半導体装置。
 付記7.
 前記第1部材と前記第1電極との間に介在する導電性接合層をさらに備えている、付記6に記載の半導体装置。
 付記8.
 前記導電性接合層は、焼結金属からなる、付記7に記載の半導体装置。
 付記9.
 前記焼結金属は、焼結銀である、付記8に記載の半導体装置。
 付記10.
 前記第1部材と前記第1電極との間に介在し、かつ、前記第1部材に接するめっき層をさらに備えている、付記6ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
 付記11.
 前記第1部材は、前記厚さ方向視において前記第1接続部材に重なる第1部と、前記第1部につながり、かつ、前記厚さ方向視において前記第1接続部材から突出した第2部と、を備えている、付記6ないし10のいずれかに記載の半導体装置。
 付記12.
 前記厚さ方向において互いに反対側を向く第2素子主面および第2素子裏面と、前記第2素子主面に配置された第2電極と、を有する第2半導体素子と、
 前記厚さ方向視において前記第2電極に重なり、ビッカース硬さが前記第1接続部材より小さく、かつ導電性を有する第2部材と、
をさらに備えている、付記6ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
 付記13.
 前記第2部材を介して前記第2電極に導通する第2接続部材をさらに備えている、付記12に記載の半導体装置。
 付記14.
 前記第1接続部材は、前記第2部材を介して前記第2電極に導通する、付記12に記載の半導体装置。
 付記15.
 前記第1部材の前記厚さ方向の寸法は、前記第1半導体素子の前記厚さ方向の寸法の10%以上30%以下である、付記1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
 付記16.
 厚さ方向において互いに反対側を向く第1素子主面および第1素子裏面と、前記第1素子主面に配置された第1電極と、を有する第1半導体素子と、
 前記厚さ方向視において前記第1電極に重なり、かつ、前記第1電極に導通する第1接続部材と、
を備え、
前記第1接続部材は、ビッカース硬さがCuのビッカース硬さより小さく、かつ、導電性を有する、半導体装置。
 付記17.
 前記第1半導体素子が搭載される導電体と、
 前記第1半導体素子と前記導電体との間に介在する第2の導電性接合層と、
をさらに備え、
 前記第2の導電性接合層は、焼結銀からなる、付記1ないし16のいずれかに記載の半導体装置。
 付記18.
 前記第1接続部材に接合されるワイヤをさらに備えている、付記1ないし17のいずれかに記載の半導体装置。
 付記19.
 前記第1半導体素子は、パワーMOSFETである、付記1ないし18のいずれかに記載の半導体装置。
A1~A9:半導体装置   10,10A,10B:半導体素子
101:素子主面   102:素子裏面
111:ソース電極   112:ゲート電極
113:ドレイン電極   115:めっき層
13:絶縁膜   20:支持基板
21:絶縁基板   211:主面
212:裏面   22,22A,22B:導電部材
221A,221B:主面   222:めっき層
23A,23B:絶縁層   24A,24B:ゲート層
25A,25B:検出層   29:土台部
3:導電性接合層   301,302:焼結用金属材料
31,31A,31B:素子接合層
321,322:リード接合層
33:端子接合層   40:端子
41:入力端子   411:パッド部
411a:櫛歯部   412:端子部
42:入力端子   421:パッド部
421a:連結部   421b:延出部
421c:突出部   421d:めっき層
422:端子部   43:出力端子
431:パッド部   431a:櫛歯部
432:端子部   44A,44B:ゲート端子
441:パッド部   442:端子部
45A,45B:検出端子   451:パッド部
452:端子部   46:ダミー端子
461:パッド部   462:端子部
47A,47B:側方端子   49:絶縁部材
491:介在部   492:延出部
51:リード部材   511:第1接合部
512:第2接合部   513:連絡部
515:めっき層   55:板部材
6:ワイヤ   61:ゲートワイヤ
62:検出ワイヤ   63:第1接続ワイヤ
64:第2接続ワイヤ   65:ソースワイヤ
7:封止樹脂   71:樹脂主面
72:樹脂裏面   731~734:樹脂側面
75:凹部   8,81,82:緩衝部材
801:主面   802:裏面
81a,82a:第1部   81b,82b:第2部
85:めっき層   90:加圧部材
92:リードフレーム   921:ダイパッド部
922:端子部

Claims (19)

  1.  厚さ方向において互いに反対側を向く第1素子主面および第1素子裏面と、前記第1素子主面に配置された第1電極と、を有する第1半導体素子と、
     前記第1電極に導通する第1接続部材と、
     前記厚さ方向視において前記第1電極に重なり、ビッカース硬さが前記第1接続部材のビッカース硬さより小さく、かつ導電性を有する第1部材と、
    を備えている、半導体装置。
  2.  前記第1部材は、前記厚さ方向視において、外形線が曲線状に膨らんだ部分を有する、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記第1部材のビッカース硬さは、Cuのビッカース硬さより小さい、請求項1または2に記載の半導体装置。
  4.  前記第1部材のビッカース硬さは、50HV以下1HV以上である、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記第1部材は、Alからなる、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記第1部材は、前記第1電極と前記第1接続部材との間に介在する、請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体装置。
  7.  前記第1部材と前記第1電極との間に介在する導電性接合層をさらに備えている、請求項6に記載の半導体装置。
  8.  前記導電性接合層は、焼結金属からなる、請求項7に記載の半導体装置。
  9.  前記焼結金属は、焼結銀である、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  前記第1部材と前記第1電極との間に介在し、かつ、前記第1部材に接するめっき層をさらに備えている、請求項6ないし9のいずれかに記載の半導体装置。
  11.  前記第1部材は、前記厚さ方向視において前記第1接続部材に重なる第1部と、前記第1部につながり、かつ、前記厚さ方向視において前記第1接続部材から突出した第2部と、を備えている、請求項6ないし10のいずれかに記載の半導体装置。
  12.  前記厚さ方向において互いに反対側を向く第2素子主面および第2素子裏面と、前記第2素子主面に配置された第2電極と、を有する第2半導体素子と、
     前記厚さ方向視において前記第2電極に重なり、ビッカース硬さが前記第1接続部材より小さく、かつ導電性を有する第2部材と、
    をさらに備えている、請求項6ないし11のいずれかに記載の半導体装置。
  13.  前記第2部材を介して前記第2電極に導通する第2接続部材をさらに備えている、請求項12に記載の半導体装置。
  14.  前記第1接続部材は、前記第2部材を介して前記第2電極に導通する、請求項12に記載の半導体装置。
  15.  前記第1部材の前記厚さ方向の寸法は、前記第1半導体素子の前記厚さ方向の寸法の10%以上30%以下である、請求項1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
  16.  厚さ方向において互いに反対側を向く第1素子主面および第1素子裏面と、前記第1素子主面に配置された第1電極と、を有する第1半導体素子と、
     前記厚さ方向視において前記第1電極に重なり、かつ、前記第1電極に導通する第1接続部材と、
    を備え、
    前記第1接続部材は、ビッカース硬さがCuのビッカース硬さより小さく、かつ、導電性を有する、半導体装置。
  17.  前記第1半導体素子が搭載される導電体と、
     前記第1半導体素子と前記導電体との間に介在する第2の導電性接合層と、
    をさらに備え、
     前記第2の導電性接合層は、焼結銀からなる、請求項1ないし16のいずれかに記載の半導体装置。
  18.  前記第1接続部材に接合されるワイヤをさらに備えている、請求項1ないし17のいずれかに記載の半導体装置。
  19.  前記第1半導体素子は、パワーMOSFETである、請求項1ないし18のいずれかに記載の半導体装置。
PCT/JP2021/039593 2020-11-27 2021-10-27 半導体装置 WO2022113617A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112021004922.4T DE112021004922T5 (de) 2020-11-27 2021-10-27 Halbleiterbauelement
JP2022565138A JPWO2022113617A1 (ja) 2020-11-27 2021-10-27
CN202180078609.9A CN116529876A (zh) 2020-11-27 2021-10-27 半导体装置
US18/251,678 US20230411338A1 (en) 2020-11-27 2021-10-27 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020196553 2020-11-27
JP2020-196553 2020-11-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022113617A1 true WO2022113617A1 (ja) 2022-06-02

Family

ID=81754325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/039593 WO2022113617A1 (ja) 2020-11-27 2021-10-27 半導体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230411338A1 (ja)
JP (1) JPWO2022113617A1 (ja)
CN (1) CN116529876A (ja)
DE (1) DE112021004922T5 (ja)
WO (1) WO2022113617A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024080089A1 (ja) * 2022-10-12 2024-04-18 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014017417A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Denso Corp 半導体装置
JP2018504788A (ja) * 2014-12-17 2018-02-15 アルファ・アセンブリー・ソリューションズ・インコーポレイテッドAlpha Assembly Solutions Inc. ダイとクリップの接着方法
JP2018107269A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2018110149A (ja) * 2016-12-28 2018-07-12 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP2018116994A (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 三菱マテリアル株式会社 パワーモジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014017417A (ja) * 2012-07-10 2014-01-30 Denso Corp 半導体装置
JP2018504788A (ja) * 2014-12-17 2018-02-15 アルファ・アセンブリー・ソリューションズ・インコーポレイテッドAlpha Assembly Solutions Inc. ダイとクリップの接着方法
JP2018107269A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2018110149A (ja) * 2016-12-28 2018-07-12 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP2018116994A (ja) * 2017-01-17 2018-07-26 三菱マテリアル株式会社 パワーモジュール

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024080089A1 (ja) * 2022-10-12 2024-04-18 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112021004922T5 (de) 2023-07-13
CN116529876A (zh) 2023-08-01
JPWO2022113617A1 (ja) 2022-06-02
US20230411338A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7326314B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP3215686B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US12040301B2 (en) Semiconductor device
WO2020241238A1 (ja) 半導体装置
US7479693B2 (en) Arrangement of conductive connectors in a power semiconductor device
WO2020241239A1 (ja) 半導体装置
JP2021190505A (ja) 半導体装置
WO2022113617A1 (ja) 半導体装置
JP5218009B2 (ja) 半導体装置
WO2021176996A1 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2023139229A (ja) 半導体装置
JP5553766B2 (ja) 半導体装置とその製造方法
WO2022130889A1 (ja) 半導体装置
WO2021079913A1 (ja) 半導体装置
US20230260922A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP7238621B2 (ja) 半導体装置、焼結シートの製造方法、半導体装置の製造方法
JP2001068587A (ja) 半導体装置
CN116802777A (zh) 半导体装置
CN114981937A (zh) 半导体装置的制造方法
JP2001308124A (ja) Icチップの接合方法及びこれを用いた水晶発振器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21897593

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022565138

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202180078609.9

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21897593

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1