WO2023080093A1 - 半導体モジュール - Google Patents

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WO2023080093A1
WO2023080093A1 PCT/JP2022/040505 JP2022040505W WO2023080093A1 WO 2023080093 A1 WO2023080093 A1 WO 2023080093A1 JP 2022040505 W JP2022040505 W JP 2022040505W WO 2023080093 A1 WO2023080093 A1 WO 2023080093A1
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gate
main surface
source
insulating film
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佑紀 中野
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ローム株式会社
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    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
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Definitions

  • Patent Document 1 discloses a semiconductor device including a semiconductor substrate, electrodes and a protective layer.
  • the electrode is arranged on the semiconductor substrate.
  • the protective layer has a laminate structure including an inorganic protective layer and an organic protective layer, and covers the electrodes.
  • One embodiment provides a semiconductor module that can improve reliability.
  • One embodiment includes a housing having a housing space, a chip having a main surface, main surface electrodes arranged on the main surface, terminal electrodes arranged on the main surface electrodes, and the terminal electrodes.
  • a semiconductor device arranged in the housing space, including a sealing insulator covering the periphery of the terminal electrode on the main surface so as to expose a part of the semiconductor device, and the sealing insulator being in contact with the and an insulating gel-like filler that fills the accommodation space and seals the semiconductor device in the accommodation space.
  • FIG. 1 is a plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment.
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing the main part of the inner part of the chip.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the periphery of the chip.
  • FIG. 6 is a plan view showing a layout example of gate electrodes and source electrodes.
  • FIG. 7 is a plan view showing a layout example of the upper insulating film.
  • FIG. 8 is a plan view showing a semiconductor module according to the first embodiment on which the semiconductor device shown in FIG. 1 is mounted.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the semiconductor module shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing the semiconductor module shown in FIG. 8.
  • FIG. 11 is a plan view showing a semiconductor module according to a second embodiment on which the semiconductor device shown in FIG. 1 is mounted.
  • 12 is a circuit diagram showing the semiconductor module shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a plan view showing the semiconductor device according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view showing the semiconductor device according to the third embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV shown in FIG. 15.
  • FIG. FIG. 16 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the semiconductor device shown in FIG. 15.
  • Referring to FIG. FIG. 17 is a plan view showing the semiconductor device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII shown in FIG. 17.
  • FIG. FIG. 19 is a plan view showing the semiconductor device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 20 is a plan view showing the semiconductor device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view showing the semiconductor device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a plan view showing the semiconductor device according to the eighth embodiment.
  • 23 is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII shown in FIG. 22.
  • FIG. FIG. 24 is a cross-sectional view showing a modification of the chip applied to each embodiment.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing a modification of the sealing insulator applied to each embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device 1A according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing the main part of the inner part of the chip 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV shown in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the periphery of the chip 2.
  • FIG. 6 is a plan view showing a layout example of the gate electrode 30 and the source electrode 32.
  • FIG. 7 is a plan view showing a layout example of the upper insulating film 38.
  • FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor device 1A according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing the main part of the inner part of the chip 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along
  • a semiconductor device 1A in this embodiment includes a chip 2 that includes a wide bandgap semiconductor single crystal and is formed in a hexahedral shape (specifically, a rectangular parallelepiped shape). include. That is, the semiconductor device 1A is a "wide bandgap semiconductor device". Chip 2 may also be referred to as a "semiconductor chip” or a "wide bandgap semiconductor chip”.
  • a wide bandgap semiconductor is a semiconductor having a bandgap that exceeds the bandgap of Si (silicon). GaN (gallium nitride), SiC (silicon carbide) and C (diamond) are exemplified as wide bandgap semiconductors.
  • the chip 2 is, in this embodiment, a "SiC chip" containing a hexagonal SiC single crystal as an example of a wide bandgap semiconductor. That is, the semiconductor device 1A is a "SiC semiconductor device". Hexagonal SiC single crystals have a plurality of polytypes including 2H (Hexagonal)-SiC single crystals, 4H-SiC single crystals, 6H-SiC single crystals and the like. In this form an example is shown in which the chip 2 comprises a 4H—SiC single crystal, but this does not exclude the choice of other polytypes.
  • the chip 2 has a first main surface 3 on one side, a second main surface 4 on the other side, and first to fourth side surfaces 5A to 5D connecting the first main surface 3 and the second main surface 4. ing.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are formed in a quadrangular shape when viewed from the normal direction Z (hereinafter simply referred to as "plan view").
  • the normal direction Z is also the thickness direction of the chip 2 .
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 are preferably formed by the c-plane of SiC single crystal.
  • the first main surface 3 is formed by the silicon surface of the SiC single crystal
  • the second main surface 4 is formed by the carbon surface of the SiC single crystal.
  • the first main surface 3 and the second main surface 4 may have an off angle inclined at a predetermined angle in a predetermined off direction with respect to the c-plane.
  • the off-direction is preferably the a-axis direction ([11-20] direction) of the SiC single crystal.
  • the off angle may exceed 0° and be 10° or less.
  • the off angle is preferably 5° or less.
  • the second main surface 4 may be a ground surface having grinding marks, or may be a smooth surface having no grinding marks.
  • the first side surface 5A and the second side surface 5B extend in the first direction X along the first main surface 3 and face the second direction Y intersecting (specifically, perpendicular to) the first direction X.
  • the third side surface 5C and the fourth side surface 5D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first direction X may be the m-axis direction ([1-100] direction) of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the a-axis direction of the SiC single crystal.
  • the first direction X may be the a-axis direction of the SiC single crystal
  • the second direction Y may be the m-axis direction of the SiC single crystal.
  • the first to fourth side surfaces 5A to 5D may be ground surfaces having grinding marks, or may be smooth surfaces having no grinding marks.
  • the chip 2 may have a thickness of 5 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less with respect to the normal direction Z.
  • the thickness of the chip 2 may be 100 ⁇ m or less.
  • the thickness of the chip 2 is preferably 50 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the thickness of the chip 2 is 40 ⁇ m or less.
  • the first to fourth side surfaces 5A to 5D may have lengths of 0.5 mm or more and 10 mm or less in plan view.
  • the length of the first to fourth side surfaces 5A to 5D is preferably 1 mm or more. It is particularly preferable that the lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are 2 mm or more. That is, it is preferable that the chip 2 has a plane area of 1 mm square or more (preferably 2 mm square or more) and a thickness of 100 ⁇ m or less (preferably 50 ⁇ m or less) in a cross-sectional view. The lengths of the first to fourth side surfaces 5A to 5D are set in the range of 4 mm or more and 6 mm or less in this embodiment.
  • the semiconductor device 1A includes an n-type (first conductivity type) first semiconductor region 6 formed in a region (surface layer portion) on the first main surface 3 side within the chip 2 .
  • the first semiconductor region 6 is formed in a layer extending along the first main surface 3 and exposed from the first main surface 3 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the first semiconductor region 6 consists of an epitaxial layer (specifically, a SiC epitaxial layer) in this embodiment.
  • the first semiconductor region 6 may have a thickness in the normal direction Z of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first semiconductor region 6 is preferably 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the thickness of the first semiconductor region 6 is 5 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1A includes an n-type second semiconductor region 7 formed in a region (surface layer portion) on the second main surface 4 side within the chip 2 .
  • the second semiconductor region 7 is formed in a layer extending along the second main surface 4 and exposed from the second main surface 4 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the second semiconductor region 7 has a higher n-type impurity concentration than the first semiconductor region 6 and is electrically connected to the first semiconductor region 6 .
  • the second semiconductor region 7 is made of a semiconductor substrate (specifically, a SiC semiconductor substrate) in this embodiment. That is, the chip 2 has a laminated structure including a semiconductor substrate and an epitaxial layer.
  • the second semiconductor region 7 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less with respect to the normal direction Z.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. It is particularly preferable that the thickness of the second semiconductor region 7 is 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second semiconductor region 7 is preferably 10 ⁇ m or more. Most preferably, the thickness of the second semiconductor region 7 is less than the thickness of the first semiconductor region 6 .
  • the resistance value for example, on-resistance
  • the thickness of the second semiconductor region 7 may exceed the thickness of the first semiconductor region 6 .
  • the semiconductor device 1A includes an active surface 8 formed on the first main surface 3, an outer surface 9, and first to fourth connection surfaces 10A to 10D (connecting surfaces).
  • the active surface 8, the outer surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D define a mesa portion 11 (plateau) on the first main surface 3.
  • the active surface 8 may be called "first surface”
  • the outer surface 9 may be called “second surface”
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be called “connection surfaces”.
  • the active surface 8, the outer surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A-10D (that is, the mesa portion 11) may be regarded as components of the chip 2 (first main surface 3).
  • the active surface 8 is formed spaced inwardly from the periphery of the first main surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the active surface 8 has a flat surface extending in the first direction X and the second direction Y. As shown in FIG. In this form, the active surface 8 is formed in a square shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the outer surface 9 is located outside the active surface 8 and recessed from the active surface 8 in the thickness direction of the chip 2 (the second main surface 4 side). Specifically, the outer surface 9 is recessed to a depth less than the thickness of the first semiconductor region 6 so as to expose the first semiconductor region 6 .
  • the outer side surface 9 extends in a belt shape along the active surface 8 in a plan view and is formed in an annular shape (specifically, a quadrangular annular shape) surrounding the active surface 8 .
  • the outer side surface 9 has flat surfaces extending in the first direction X and the second direction Y and formed substantially parallel to the active surface 8 .
  • the outer side surface 9 is continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D extend in the normal direction Z and connect the active surface 8 and the outer surface 9.
  • the first connection surface 10A is positioned on the first side surface 5A side
  • the second connection surface 10B is positioned on the second side surface 5B side
  • the third connection surface 10C is positioned on the third side surface 5C side
  • the fourth connection surface 10D. is located on the side of the fourth side surface 5D.
  • the first connection surface 10A and the second connection surface 10B extend in the first direction X and face the second direction Y.
  • the third connection surface 10C and the fourth connection surface 10D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may extend substantially vertically between the active surface 8 and the outer surface 9 so as to define a quadrangular prism-shaped mesa portion 11.
  • the first to fourth connection surfaces 10A to 10D may be inclined downward from the active surface 8 toward the outer surface 9 so that the mesa portion 11 in the shape of a truncated square pyramid is defined.
  • semiconductor device 1A includes mesa portion 11 formed in first semiconductor region 6 on first main surface 3 .
  • the mesa portion 11 is formed only in the first semiconductor region 6 and not formed in the second semiconductor region 7 .
  • a semiconductor device 1A includes a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) structure 12 formed on an active surface 8 (first main surface 3).
  • MISFET Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor
  • FIG. 2 the MISFET structure 12 is shown simplified by dashed lines. A specific structure of the MISFET structure 12 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 2 the MISFET structure 12 is shown simplified by dashed lines.
  • the MISFET structure 12 includes a p-type (second conductivity type) body region 13 formed on the surface layer of the active surface 8 .
  • the body region 13 is formed spaced from the bottom of the first semiconductor region 6 toward the active surface 8 side.
  • Body region 13 is formed in a layered shape extending along active surface 8 .
  • the body region 13 may be partially exposed from the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the MISFET structure 12 includes an n-type source region 14 formed on the surface layer of the body region 13 .
  • the source region 14 has an n-type impurity concentration higher than that of the first semiconductor region 6 .
  • the source region 14 is formed spaced from the bottom of the body region 13 toward the active surface 8 side.
  • the source region 14 is formed in layers extending along the active surface 8 .
  • Source region 14 may be exposed from the entire active surface 8 .
  • the source region 14 may be exposed from part of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • Source region 14 forms a channel in body region 13 with first semiconductor region 6 .
  • the MISFET structure 12 includes multiple gate structures 15 formed on the active surface 8 .
  • the plurality of gate structures 15 are arranged in the first direction X at intervals in plan view, and are formed in strips extending in the second direction Y, respectively.
  • a plurality of gate structures 15 extend through the body region 13 and the source region 14 to reach the first semiconductor region 6 .
  • a plurality of gate structures 15 control channel inversion and non-inversion within the body region 13 .
  • Each gate structure 15, in this form, includes a gate trench 15a, a gate insulating film 15b and a gate buried electrode 15c.
  • a gate trench 15 a is formed in the active surface 8 and defines the walls of the gate structure 15 .
  • the gate insulating film 15b covers the walls of the gate trench 15a.
  • the gate buried electrode 15c is buried in the gate trench 15a with the gate insulating film 15b interposed therebetween and faces the channel with the gate insulating film 15b interposed therebetween.
  • the MISFET structure 12 includes multiple source structures 16 formed on the active surface 8 .
  • a plurality of source structures 16 are arranged in regions between a pair of adjacent gate structures 15 on the active surface 8 .
  • the plurality of source structures 16 are each formed in a strip shape extending in the second direction Y in plan view.
  • a plurality of source structures 16 extend through the body region 13 and the source region 14 to reach the first semiconductor region 6 .
  • a plurality of source structures 16 have a depth that exceeds the depth of gate structures 15 .
  • the plurality of source structures 16 specifically has a depth approximately equal to the depth of the outer surface 9 .
  • Each source structure 16 includes a source trench 16a, a source insulating film 16b and a source buried electrode 16c.
  • a source trench 16 a is formed in the active surface 8 and defines the walls of the source structure 16 .
  • the source insulating film 16b covers the walls of the source trench 16a.
  • the source buried electrode 16c is buried in the source trench 16a with the source insulating film 16b interposed therebetween.
  • the MISFET structure 12 includes a plurality of p-type contact regions 17 respectively formed in regions along the plurality of source structures 16 within the chip 2 .
  • a plurality of contact regions 17 have a higher p-type impurity concentration than body region 13 .
  • Each contact region 17 covers the sidewalls and bottom walls of each source structure 16 and is electrically connected to body region 13 .
  • the MISFET structure 12 includes a plurality of p-type well regions 18 respectively formed in regions along the plurality of source structures 16 within the chip 2 .
  • Each well region 18 may have a p-type impurity concentration higher than body region 13 and lower than contact region 17 .
  • Each well region 18 covers the corresponding source structure 16 with the corresponding contact region 17 interposed therebetween.
  • Each well region 18 covers the sidewalls and bottom walls of corresponding source structure 16 and is electrically connected to body region 13 and contact region 17 .
  • semiconductor device 1A includes p-type outer contact region 19 formed in the surface layer of outer side surface 9 .
  • Outer contact region 19 has a p-type impurity concentration higher than that of body region 13 .
  • the outer contact region 19 is formed in a band-like shape extending along the active surface 8 and spaced apart from the peripheral edge of the active surface 8 and the peripheral edge of the outer side surface 9 in plan view.
  • the outer contact region 19 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer contact region 19 is formed spaced apart from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer side surface 9 .
  • the outer contact region 19 is located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the bottom walls of the plurality of gate structures 15 (source structures 16).
  • the semiconductor device 1A includes a p-type outer well region 20 formed in the surface layer portion of the outer side surface 9 .
  • the outer well region 20 has a p-type impurity concentration lower than that of the outer contact region 19 .
  • the p-type impurity concentration of the outer well region 20 is preferably approximately equal to the p-type impurity concentration of the well region 18 .
  • the outer well region 20 is formed in a region between the peripheral edge of the active surface 8 and the outer contact region 19 in plan view, and is formed in a strip shape extending along the active surface 8 .
  • the outer well region 20 is formed in an annular shape (specifically, a quadrangular annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the outer well region 20 is formed spaced apart from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer side surface 9 .
  • the outer well region 20 may be formed deeper than the outer contact region 19 .
  • the outer well region 20 is located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the bottom walls of the plurality of gate structures 15 (source structures 16).
  • the outer well region 20 is electrically connected to the outer contact region 19.
  • the outer well region 20 extends from the outer contact region 19 side toward the first to fourth connection surfaces 10A to 10D and covers the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • Outer well region 20 is electrically connected to body region 13 at the surface layer of active surface 8 .
  • the semiconductor device 1A has at least one (preferably two or more and twenty or less) p-type field regions 21 formed in a region between the peripheral edge of the outer side surface 9 and the outer contact region 19 in the surface layer portion of the outer side surface 9. including.
  • the semiconductor device 1A includes five field regions 21 in this form.
  • a plurality of field regions 21 relax the electric field within the chip 2 at the outer surface 9 .
  • the number, width, depth, p-type impurity concentration, etc. of the field regions 21 are arbitrary and can take various values according to the electric field to be relaxed.
  • the plurality of field regions 21 are arranged at intervals from the outer contact region 19 side to the peripheral edge side of the outer surface 9 .
  • the plurality of field regions 21 are formed in strips extending along the active surface 8 in plan view.
  • the plurality of field regions 21 are formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the plurality of field regions 21 are each formed as an FLR (Field Limiting Ring) region.
  • a plurality of field regions 21 are formed at intervals from the bottom of the first semiconductor region 6 to the outer surface 9 .
  • the plurality of field regions 21 are located on the bottom side of the first semiconductor region 6 with respect to the bottom walls of the plurality of gate structures 15 (source structures 16).
  • a plurality of field regions 21 may be formed deeper than the outer contact region 19 .
  • the innermost field region 21 may be connected to the outer contact region 19 .
  • the semiconductor device 1A includes a main surface insulating film 25 covering the first main surface 3.
  • Main surface insulating film 25 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the main surface insulating film 25 has a single layer structure made of a silicon oxide film in this embodiment.
  • Main surface insulating film 25 particularly preferably includes a silicon oxide film made of oxide of chip 2 .
  • the main surface insulating film 25 covers the active surface 8, the outer surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D.
  • the main surface insulating film 25 continues to the gate insulating film 15b and the source insulating film 16b, and covers the active surface 8 so as to expose the gate buried electrode 15c and the source buried electrode 16c.
  • the main surface insulating film 25 covers the outer surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D so as to cover the outer contact region 19, the outer well region 20 and the plurality of field regions 21. As shown in FIG.
  • the main surface insulating film 25 may be continuous with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the main surface insulating film 25 may be a ground surface having grinding marks.
  • the outer wall of the main surface insulating film 25 may form one ground surface together with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the main surface insulating film 25 may be formed with a space inwardly from the peripheral edge of the outer surface 9 to expose the first semiconductor region 6 from the peripheral edge of the outer surface 9 .
  • the semiconductor device 1A includes a sidewall structure 26 formed on the main surface insulating film 25 so as to cover at least one of the first to fourth connection surfaces 10A to 10D on the outer surface 9.
  • the sidewall structure 26 is formed in an annular shape (square annular shape) surrounding the active surface 8 in plan view.
  • the sidewall structure 26 may have a portion overlying the active surface 8 .
  • Sidewall structure 26 may comprise an inorganic insulator or polysilicon.
  • Sidewall structure 26 may be a sidewall interconnect electrically connected to source structure 16 .
  • the semiconductor device 1A includes an interlayer insulating film 27 formed on the main surface insulating film 25 .
  • Interlayer insulating film 27 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film.
  • the interlayer insulating film 27 has a single-layer structure made of a silicon oxide film in this embodiment.
  • the interlayer insulating film 27 covers the active surface 8, the outer side surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D with the main surface insulating film 25 interposed therebetween. Specifically, the interlayer insulating film 27 covers the active surface 8, the outer side surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D with the sidewall structure 26 interposed therebetween. The interlayer insulating film 27 covers the MISFET structure 12 on the active surface 8 side, and covers the outer contact region 19, the outer well region 20 and the plurality of field regions 21 on the outer side surface 9 side.
  • the interlayer insulating film 27 continues to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in this form.
  • the outer wall of the interlayer insulating film 27 may be a ground surface having grinding marks.
  • the outer wall of the interlayer insulating film 27 may form one ground surface together with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the outer wall of the interlayer insulating film 27 may be formed spaced inwardly from the peripheral edge of the outer side surface 9 to expose the first semiconductor region 6 from the peripheral edge portion of the outer side surface 9 .
  • the semiconductor device 1A includes a gate electrode 30 arranged on the first main surface 3 (interlayer insulating film 27).
  • Gate electrode 30 may be referred to as a “gate main surface electrode”.
  • the gate electrode 30 is arranged in the inner part of the first main surface 3 with a space from the peripheral edge of the first main surface 3 .
  • a gate electrode 30 is arranged above the active surface 8 in this embodiment.
  • the gate electrode 30 is arranged in a region on the periphery of the active surface 8 and close to the central portion of the third connection surface 10C (third side surface 5C).
  • the gate electrode 30 is formed in a square shape in plan view.
  • the gate electrode 30 may be formed in a polygonal shape other than a square shape, a circular shape, or an elliptical shape in plan view.
  • the gate electrode 30 preferably has a plane area of 25% or less of the first main surface 3.
  • the planar area of gate electrode 30 may be 10% or less of first main surface 3 .
  • the gate electrode 30 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the gate electrode 30 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film and a conductive polysilicon film.
  • the gate electrode 30 is made of at least one of a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or higher), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or higher), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. may contain one.
  • the gate electrode 30 has a laminated structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) laminated in this order from the chip 2 side.
  • the semiconductor device 1A includes a source electrode 32 spaced from the gate electrode 30 and arranged on the first main surface 3 (interlayer insulating film 27).
  • the source electrode 32 may be referred to as a "source main surface electrode”.
  • the source electrode 32 is arranged in the inner part of the first main surface 3 with a space from the periphery of the first main surface 3 .
  • a source electrode 32 is arranged on the active surface 8 in this embodiment.
  • the source electrode 32 has a body electrode portion 33 and at least one (in this embodiment, a plurality of) extraction electrode portions 34A and 34B.
  • the body electrode portion 33 is arranged in a region on the side of the fourth side surface 5D (fourth connection surface 10D) with a gap from the gate electrode 30 in plan view, and faces the gate electrode 30 in the first direction X.
  • the body electrode portion 33 is formed in a polygonal shape (specifically, a rectangular shape) having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the multiple lead electrode portions 34A and 34B include a first lead electrode portion 34A on one side (first side surface 5A side) and a second lead electrode portion 34B on the other side (second side surface 5B side).
  • the first extraction electrode portion 34A is extracted from the body electrode portion 33 to a region located on one side (first side surface 5A side) in the second direction Y with respect to the gate electrode 30 in plan view, and extends in the second direction Y to the gate electrode portion 34A. It faces the electrode 30 .
  • the second extraction electrode portion 34B is extracted from the body electrode portion 33 to a region located on the other side (the second side surface 5B side) in the second direction Y with respect to the gate electrode 30 in plan view, and extends in the second direction Y to the gate electrode portion 34B. It faces the electrode 30 . That is, the plurality of extraction electrode portions 34A and 34B sandwich the gate electrode 30 from both sides in the second direction Y in plan view.
  • the source electrode 32 (body electrode portion 33 and lead-out electrode portions 34A and 34B) penetrates the interlayer insulating film 27 and the main surface insulating film 25 and electrically connects the plurality of source structures 16, the source regions 14 and the plurality of well regions 18. It is connected to the.
  • the source electrode 32 may be composed of only the body electrode portion 33 without the lead electrode portions 34A and 34B.
  • the source electrode 32 has a planar area exceeding that of the gate electrode 30 .
  • the plane area of the source electrode 32 is preferably 50% or more of the first main surface 3 . It is particularly preferable that the plane area of the source electrode 32 is 75% or more of the first main surface 3 .
  • the source electrode 32 may have a thickness of 0.5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the source electrode 32 may include at least one of a Ti film, a TiN film, a W film, an Al film, a Cu film, an Al alloy film, a Cu alloy film and a conductive polysilicon film.
  • the source electrode 32 is composed of at least one of a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or higher), a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or higher), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film. It is preferred to include one.
  • the source electrode 32 has a laminated structure including a Ti film and an Al alloy film (AlSiCu alloy film in this embodiment) laminated in this order from the chip 2 side.
  • Source electrode 32 preferably comprises the same conductive material as gate electrode 30 .
  • the semiconductor device 1A includes at least one (a plurality in this embodiment) gate wirings 36A and 36B drawn from the gate electrode 30 onto the first main surface 3 (interlayer insulating film 27).
  • the plurality of gate wirings 36A, 36B preferably contain the same conductive material as the gate electrode 30 .
  • a plurality of gate lines 36A, 36B cover the active surface 8 and do not cover the outer surface 9 in this configuration.
  • a plurality of gate wirings 36A and 36B are led out to a region between the peripheral edge of the active surface 8 and the source electrode 32 in a plan view, and extend along the source electrode 32 in a strip shape.
  • the plurality of gate wirings 36A, 36B specifically includes a first gate wiring 36A and a second gate wiring 36B.
  • the first gate wiring 36A is drawn from the gate electrode 30 to a region on the first side surface 5A side in plan view.
  • the first gate line 36A has a strip-like portion extending in the second direction Y along the third side surface 5C and a strip-like portion extending in the first direction X along the first side surface 5A.
  • the second gate wiring 36B is drawn from the gate electrode 30 to a region on the second side surface 5B side in plan view.
  • the second gate line 36B has a strip-like portion extending in the second direction Y along the third side surface 5C and a strip-like portion extending in the first direction X along the second side surface 5B.
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B intersect (specifically, perpendicularly) both ends of the plurality of gate structures 15 at the periphery of the active surface 8 (first main surface 3).
  • the multiple gate wirings 36A and 36B are electrically connected to the multiple gate structures 15 through the interlayer insulating film 27 .
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B may be directly connected to the plurality of gate structures 15, or may be electrically connected to the plurality of gate structures 15 via a conductor film.
  • the semiconductor device 1A includes a source wiring 37 drawn from the source electrode 32 onto the first main surface 3 (interlayer insulating film 27).
  • Source line 37 preferably contains the same conductive material as source electrode 32 .
  • the source wiring 37 is formed in a strip shape extending along the periphery of the active surface 8 in a region closer to the outer surface 9 than the plurality of gate wirings 36A and 36B.
  • the source wiring 37 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the gate electrode 30, the source electrode 32 and the plurality of gate wirings 36A and 36B in plan view.
  • the source wiring 37 covers the sidewall structure 26 with the interlayer insulating film 27 interposed therebetween, and is drawn out from the active surface 8 side to the outer surface 9 side.
  • the source wiring 37 preferably covers the entire sidewall structure 26 over the entire circumference.
  • Source line 37 has a portion that penetrates interlayer insulating film 27 and main surface insulating film 25 on the side of outer surface 9 and is connected to outer surface 9 (specifically, outer contact region 19).
  • the source wiring 37 may be electrically connected to the sidewall structure 26 through the interlayer insulating film 27 .
  • the semiconductor device 1A includes an upper insulating film 38 that selectively covers the gate electrode 30, the source electrode 32, the plurality of gate wirings 36A and 36B, and the source wiring 37.
  • the upper insulating film 38 has a gate opening 39 that exposes the inner portion of the gate electrode 30 and covers the peripheral portion of the gate electrode 30 over the entire circumference.
  • the gate opening 39 is formed in a square shape in plan view.
  • the upper insulating film 38 has a source opening 40 that exposes the inner part of the source electrode 32 in plan view, and covers the peripheral edge of the source electrode 32 over the entire circumference.
  • the source opening 40 is formed in a polygonal shape along the source electrode 32 in plan view.
  • the upper insulating film 38 covers the entire area of the plurality of gate wirings 36A and 36B and the entire area of the source wiring 37 .
  • the upper insulating film 38 covers the sidewall structure 26 with the interlayer insulating film 27 interposed therebetween, and extends from the active surface 8 side to the outer surface 9 side.
  • the upper insulating film 38 is formed spaced inwardly from the periphery of the outer side surface 9 (first to fourth side surfaces 5A to 5D) and covers the outer contact region 19, the outer well region 20 and the plurality of field regions 21. are doing.
  • the upper insulating film 38 partitions the dicing streets 41 with the periphery of the outer side surface 9 .
  • the dicing street 41 is formed in a strip shape extending along the peripheral edges (first to fourth side surfaces 5A to 5D) of the outer side surface 9 in plan view.
  • the dicing street 41 is formed in an annular shape (specifically, a quadrangular annular shape) surrounding the inner portion (active surface 8) of the first main surface 3 in plan view.
  • the dicing street 41 exposes the interlayer insulating film 27 in this form.
  • the dicing streets 41 may expose the outer surface 9 .
  • the dicing street 41 may have a width of 1 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the width of the dicing street 41 is the width in the direction perpendicular to the extending direction of the dicing street 41 .
  • the width of the dicing street 41 is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the upper insulating film 38 preferably has a thickness exceeding the thickness of the gate electrode 30 and the thickness of the source electrode 32 .
  • the thickness of the upper insulating film 38 is preferably less than the thickness of the chip 2 .
  • the thickness of the upper insulating film 38 may be 3 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
  • the thickness of the upper insulating film 38 is preferably 25 ⁇ m or less.
  • the upper insulating film 38 has a laminated structure including an inorganic insulating film 42 and an organic insulating film 43 laminated in this order from the chip 2 side.
  • the upper insulating film 38 may include at least one of the inorganic insulating film 42 and the organic insulating film 43, and does not necessarily include the inorganic insulating film 42 and the organic insulating film 43 at the same time.
  • the inorganic insulating film 42 selectively covers the gate electrode 30, the source electrode 32, the plurality of gate wirings 36A and 36B, and the source wiring 37, and partially covers the gate opening 39, the source opening 40, and the dicing street 41. Some are partitioned.
  • the inorganic insulating film 42 may include at least one of a silicon oxide film, a silicon nitride film and a silicon oxynitride film.
  • the inorganic insulating film 42 preferably contains an insulating material different from that of the interlayer insulating film 27 .
  • the inorganic insulating film 42 preferably contains a silicon nitride film.
  • the inorganic insulating film 42 preferably has a thickness less than the thickness of the interlayer insulating film 27 .
  • the inorganic insulating film 42 may have a thickness of 0.1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the organic insulating film 43 selectively covers the inorganic insulating film 42 and partitions part of the gate opening 39 , part of the source opening 40 and part of the dicing street 41 . Specifically, the organic insulating film 43 partially exposes the inorganic insulating film 42 on the wall surface of the gate opening 39 . Also, the organic insulating film 43 partially exposes the inorganic insulating film 42 on the wall surface of the source opening 40 . Further, the organic insulating film 43 partially exposes the inorganic insulating film 42 on the wall surface of the dicing street 41 .
  • the organic insulating film 43 may cover the inorganic insulating film 42 so that the inorganic insulating film 42 is not exposed from the wall surface of the gate opening 39 .
  • the organic insulating film 43 may cover the inorganic insulating film 42 so that the inorganic insulating film 42 is not exposed from the wall surface of the source opening 40 .
  • the organic insulating film 43 may cover the inorganic insulating film 42 so that the inorganic insulating film 42 is not exposed from the wall surfaces of the dicing streets 41 . In these cases, the organic insulating film 43 may cover the entire inorganic insulating film 42 .
  • the organic insulating film 43 is preferably made of a resin film other than thermosetting resin.
  • the organic insulating film 43 may be made of translucent resin or transparent resin.
  • the organic insulating film 43 may be made of a negative type or positive type photosensitive resin film.
  • the organic insulating film 43 is preferably made of a polyimide film, a polyamide film, or a polybenzoxazole film.
  • the organic insulating film 43 includes a polybenzoxazole film in this form.
  • the organic insulating film 43 preferably has a thickness exceeding the thickness of the inorganic insulating film 42 .
  • the thickness of the organic insulating film 43 preferably exceeds the thickness of the interlayer insulating film 27 . It is particularly preferable that the thickness of the organic insulating film 43 exceeds the thickness of the gate electrode 30 and the thickness of the source electrode 32 .
  • the thickness of the organic insulating film 43 may be 3 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the thickness of the organic insulating film 43 is preferably 20 ⁇ m or less.
  • the semiconductor device 1A includes a gate terminal electrode 50 arranged on the gate electrode 30 .
  • the gate terminal electrode 50 is erected in a pillar shape on a portion of the gate electrode 30 exposed from the gate opening 39 .
  • the gate terminal electrode 50 has an area smaller than that of the gate electrode 30 in a plan view, and is arranged above the inner portion of the gate electrode 30 with a gap from the periphery of the gate electrode 30 .
  • the gate terminal electrode 50 has a gate terminal surface 51 and gate terminal sidewalls 52 .
  • Gate terminal surface 51 extends flat along first main surface 3 .
  • the gate terminal surface 51 may be a ground surface having grinding marks.
  • the gate terminal side wall 52 is located on the upper insulating film 38 (more specifically, the organic insulating film 43) in this embodiment.
  • the gate terminal electrode 50 includes portions in contact with the inorganic insulating film 42 and the organic insulating film 43 .
  • the gate terminal sidewall 52 extends substantially vertically in the normal direction Z. As shown in FIG. "Substantially vertical” also includes a form extending in the stacking direction while curving (meandering).
  • Gate terminal sidewall 52 includes a portion facing gate electrode 30 with upper insulating film 38 interposed therebetween.
  • the gate terminal side walls 52 are preferably smooth surfaces without grinding marks.
  • the gate terminal electrode 50 has a first projecting portion 53 projecting outward from the lower end portion of the gate terminal side wall 52 .
  • the first projecting portion 53 is formed in a region closer to the upper insulating film 38 (organic insulating film 43 ) than the intermediate portion of the gate terminal side wall 52 .
  • the first projecting portion 53 extends along the outer surface of the upper insulating film 38 in a cross-sectional view, and is formed in a tapered shape in which the thickness gradually decreases from the gate terminal side wall 52 toward the tip portion.
  • the first projecting portion 53 has a sharp tip that forms an acute angle.
  • the gate terminal electrode 50 without the first projecting portion 53 may be formed.
  • the gate terminal electrode 50 preferably has a thickness exceeding the thickness of the gate electrode 30 .
  • the thickness of gate terminal electrode 50 is defined by the distance between gate electrode 30 and gate terminal surface 51 . It is particularly preferable that the thickness of the gate terminal electrode 50 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 .
  • the thickness of the gate terminal electrode 50 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment. Of course, the thickness of the gate terminal electrode 50 may be less than the thickness of the chip 2 .
  • the thickness of the gate terminal electrode 50 may be 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the thickness of the gate terminal electrode 50 is preferably 30 ⁇ m or more. It is particularly preferable that the thickness of the gate terminal electrode 50 is 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the planar area of the gate terminal electrode 50 is adjusted according to the planar area of the first main surface 3 .
  • the planar area of the gate terminal electrode 50 is defined by the planar area of the gate terminal surface 51 .
  • the planar area of gate terminal electrode 50 is preferably 25% or less of first main surface 3 .
  • the planar area of the gate terminal electrode 50 may be 10% or less of the first main surface 3 .
  • the plane area of the gate terminal electrode 50 may be 0.4 mm square or more.
  • Gate terminal electrode 50 may be formed in a polygonal shape (for example, rectangular shape) having a plane area of 0.4 mm ⁇ 0.7 mm or more.
  • the gate terminal electrode 50 is formed in a polygonal shape (quadrangular shape with four rectangular notched corners) having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the gate terminal electrode 50 may be formed in a rectangular shape, a polygonal shape other than a rectangular shape, a circular shape, or an elliptical shape in plan view.
  • the gate terminal electrode 50 has a laminated structure including a first gate conductor film 55 and a second gate conductor film 56 laminated in this order from the gate electrode 30 side.
  • the first gate conductor film 55 may contain a Ti-based metal film.
  • the first gate conductor film 55 may have a single layer structure made of a Ti film or a TiN film.
  • the first gate conductor film 55 may have a laminated structure including a Ti film and a TiN film laminated in any order.
  • the first gate conductor film 55 has a thickness less than the thickness of the gate electrode 30 .
  • the first gate conductor film 55 covers the gate electrode 30 in the form of a film in the gate opening 39 and is pulled out on the upper insulating film 38 in the form of a film.
  • the first gate conductor film 55 forms part of the first projecting portion 53 .
  • the first gate conductor film 55 is not necessarily formed and may be removed.
  • the second gate conductor film 56 forms the main body of the gate terminal electrode 50 .
  • the second gate conductor film 56 may contain a Cu-based metal film.
  • the Cu-based metal film may be a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more) or a Cu alloy film.
  • the second gate conductor film 56 includes a pure Cu plating film in this embodiment.
  • the second gate conductor film 56 preferably has a thickness exceeding the thickness of the gate electrode 30 . It is particularly preferable that the thickness of the second gate conductor film 56 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 . The thickness of the second gate conductor film 56 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment.
  • the second gate conductor film 56 covers the gate electrode 30 in the gate opening 39 with the first gate conductor film 55 interposed therebetween, and is pulled out in the form of a film onto the upper insulating film 38 with the first gate conductor film 55 interposed therebetween. ing.
  • the second gate conductor film 56 forms part of the first projecting portion 53 . That is, the first projecting portion 53 has a laminated structure including the first gate conductor film 55 and the second gate conductor film 56 .
  • the second gate conductor film 56 preferably has a thickness exceeding the thickness of the first gate conductor film 55 within the first projecting portion 53 .
  • the semiconductor device 1A includes a source terminal electrode 60 arranged on the source electrode 32 .
  • the source terminal electrode 60 is erected in a columnar shape on a portion of the source electrode 32 exposed from the source opening 40 .
  • the source terminal electrode 60 has an area smaller than the area of the source electrode 32 in a plan view, and is arranged above the inner portion of the source electrode 32 with a gap from the periphery of the source electrode 32 .
  • the source terminal electrode 60 is arranged on the body electrode portion 33 of the source electrode 32 and is not arranged on the extraction electrode portions 34A and 34B of the source electrode 32. Thereby, the facing area between the gate terminal electrode 50 and the source terminal electrode 60 is reduced.
  • a conductive adhesive such as solder or metal paste is attached to the gate terminal electrode 50 and the source terminal electrode 60.
  • a conductive joining member such as a conductive plate or a conductive wire (eg, bonding wire) may be connected to the gate terminal electrode 50 and the source terminal electrode 60 . In this case, the risk of a short circuit between the conductive joint member on the gate terminal electrode 50 side and the conductive joint member on the source terminal electrode 60 side can be reduced.
  • the source terminal electrode 60 has a source terminal surface 61 and source terminal sidewalls 62 .
  • the source terminal surface 61 extends flat along the first main surface 3 .
  • the source terminal surface 61 may be a ground surface having grinding marks.
  • the source terminal sidewall 62 is located on the upper insulating film 38 (specifically, the organic insulating film 43) in this embodiment.
  • the source terminal electrode 60 includes portions in contact with the inorganic insulating film 42 and the organic insulating film 43 .
  • the source terminal sidewall 62 extends substantially vertically in the normal direction Z. As shown in FIG. "Substantially vertical” also includes a form extending in the stacking direction while curving (meandering).
  • Source terminal sidewall 62 includes a portion facing source electrode 32 with upper insulating film 38 interposed therebetween.
  • the source terminal sidewall 62 preferably has a smooth surface without grinding marks.
  • the source terminal electrode 60 has a second projecting portion 63 projecting outward from the lower end portion of the source terminal side wall 62 in this embodiment.
  • the second projecting portion 63 is formed in a region closer to the upper insulating film 38 (organic insulating film 43 ) than the intermediate portion of the source terminal side wall 62 .
  • the second projecting portion 63 extends along the outer surface of the upper insulating film 38 in a cross-sectional view, and is formed in a tapered shape in which the thickness gradually decreases from the source terminal side wall 62 toward the tip portion.
  • the second projecting portion 63 has a sharp tip that forms an acute angle.
  • the source terminal electrode 60 without the second projecting portion 63 may be formed.
  • the source terminal electrode 60 preferably has a thickness exceeding the thickness of the source electrode 32 .
  • the thickness of source terminal electrode 60 is defined by the distance between source electrode 32 and source terminal surface 61 . It is particularly preferable that the thickness of the source terminal electrode 60 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 . The thickness of the source terminal electrode 60 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment.
  • the thickness of the source terminal electrode 60 may be less than the thickness of the chip 2.
  • the thickness of the source terminal electrode 60 may be 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the thickness of the source terminal electrode 60 is preferably 30 ⁇ m or more. It is particularly preferable that the thickness of the source terminal electrode 60 is 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the source terminal electrode 60 is approximately equal to the thickness of the gate terminal electrode 50 .
  • the planar area of the source terminal electrode 60 is adjusted according to the planar area of the first main surface 3 .
  • the planar area of the source terminal electrode 60 is defined by the planar area of the source terminal surface 61 .
  • the planar area of the source terminal electrode 60 preferably exceeds the planar area of the gate terminal electrode 50 .
  • the plane area of the source terminal electrode 60 is preferably 50% or more of the first main surface 3 . It is particularly preferable that the plane area of the source terminal electrode 60 is 75% or more of the first main surface 3 .
  • the plane area of the source terminal electrode 60 is preferably 0.8 mm square or more. In this case, it is particularly preferable that the plane area of the source terminal electrode 60 is 1 mm square or more.
  • the source terminal electrode 60 may be formed in a polygonal shape having a plane area of 1 mm ⁇ 1.4 mm or more. In this form, the source terminal electrode 60 is formed in a square shape having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view. Of course, the source terminal electrode 60 may be formed in a polygonal shape other than a square shape, a circular shape, or an elliptical shape in plan view.
  • the source terminal electrode 60 has a laminated structure including a first source conductor film 67 and a second source conductor film 68 laminated in this order from the source electrode 32 side.
  • the first source conductor film 67 may contain a Ti-based metal film.
  • the first source conductor film 67 may have a single layer structure made of a Ti film or a TiN film.
  • the first source conductor film 67 may have a laminated structure including a Ti film and a TiN film laminated in any order.
  • the first source conductor film 67 is preferably made of the same conductive material as the first gate conductor film 55 .
  • the first source conductor film 67 has a thickness less than the thickness of the source electrode 32 .
  • the first source conductor film 67 covers the source electrode 32 in the form of a film in the source opening 40 and is pulled out on the upper insulating film 38 in the form of a film.
  • the first source conductor film 67 forms part of the second projecting portion 63 .
  • the thickness of the first source conductor film 67 is approximately equal to the thickness of the first gate conductor film 55 .
  • the first source conductor film 67 does not necessarily have to be formed and may be removed.
  • the second source conductor film 68 forms the main body of the source terminal electrode 60 .
  • the second source conductor film 68 may contain a Cu-based metal film.
  • the Cu-based metal film may be a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more) or a Cu alloy film.
  • the second source conductor film 68 includes a pure Cu plating film in this embodiment.
  • the second source conductor film 68 is preferably made of the same conductive material as the second gate conductor film 56 .
  • the second source conductor film 68 preferably has a thickness exceeding the thickness of the source electrode 32 . It is particularly preferable that the thickness of the second source conductor film 68 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 . The thickness of the second source conductor film 68 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment. The thickness of the second source conductor film 68 is approximately equal to the thickness of the second gate conductor film 56 .
  • the second source conductor film 68 covers the source electrode 32 in the source opening 40 with the first source conductor film 67 interposed therebetween, and is pulled out in the form of a film onto the upper insulating film 38 with the first source conductor film 67 interposed therebetween. ing.
  • the second source conductor film 68 forms part of the second projecting portion 63 . That is, the second projecting portion 63 has a laminated structure including the first source conductor film 67 and the second source conductor film 68 .
  • the second source conductor film 68 preferably has a thickness exceeding the thickness of the first source conductor film 67 within the second protruding portion 63 .
  • the semiconductor device 1A includes a sealing insulator 71 that covers the first main surface 3.
  • the sealing insulator 71 covers the periphery of the gate terminal electrode 50 and the periphery of the source terminal electrode 60 so as to expose a portion of the gate terminal electrode 50 and a portion of the source terminal electrode 60 on the first main surface 3 . are doing.
  • the encapsulating insulator 71 covers the active surface 8, the outer surface 9 and the first to fourth connection surfaces 10A to 10D so as to expose the gate terminal electrode 50 and the source terminal electrode 60. As shown in FIG.
  • the encapsulation insulator 71 exposes the gate terminal surface 51 and the source terminal surface 61 and covers the gate terminal sidewalls 52 and the source terminal sidewalls 62 .
  • the sealing insulator 71 covers the first projecting portion 53 of the gate terminal electrode 50 and faces the upper insulating film 38 with the first projecting portion 53 interposed therebetween.
  • the sealing insulator 71 prevents the gate terminal electrode 50 from coming off.
  • the sealing insulator 71 covers the second projecting portion 63 of the source terminal electrode 60 and faces the upper insulating film 38 with the second projecting portion 63 interposed therebetween.
  • the sealing insulator 71 prevents the source terminal electrode 60 from coming off.
  • the sealing insulator 71 covers the dicing street 41 at the periphery of the outer surface 9 .
  • the sealing insulator 71 directly covers the interlayer insulating film 27 at the dicing street 41 in this embodiment.
  • the sealing insulator 71 directly covers the chip 2 and the main surface insulating film 25 on the dicing street 41.
  • the sealing insulator 71 has an insulating main surface 72 and insulating side walls 73 .
  • the insulating main surface 72 extends flat along the first main surface 3 .
  • Insulating main surface 72 forms one flat surface with gate terminal surface 51 and source terminal surface 61 .
  • the insulating main surface 72 may be a ground surface having grinding marks. In this case, the insulating main surface 72 preferably forms one ground surface together with the gate terminal surface 51 and the source terminal surface 61 .
  • the insulating side wall 73 extends from the periphery of the insulating main surface 72 toward the chip 2 and forms one flat surface together with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the insulating side wall 73 is formed substantially perpendicular to the insulating main surface 72 .
  • the angle formed between insulating side wall 73 and insulating main surface 72 may be 88° or more and 92° or less.
  • the insulating side wall 73 may consist of a ground surface with grinding marks.
  • the insulating sidewall 73 may form one grinding surface with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the encapsulating insulator 71 preferably has a thickness exceeding the thickness of the gate electrode 30 and the thickness of the source electrode 32 . It is particularly preferable that the thickness of the sealing insulator 71 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 . The thickness of the encapsulation insulator 71 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment. Of course, the thickness of the encapsulating insulator 71 may be less than the thickness of the chip 2 . The thickness of the sealing insulator 71 may be 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less. The thickness of the sealing insulator 71 is preferably 30 ⁇ m or more.
  • the thickness of the sealing insulator 71 is 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of encapsulating insulator 71 is approximately equal to the thickness of gate terminal electrode 50 and the thickness of source terminal electrode 60 .
  • the sealing insulator 71 contains a matrix resin, multiple fillers, and multiple flexible particles (flexible agents).
  • the sealing insulator 71 is configured such that its mechanical strength is adjusted by the matrix resin, multiple fillers, and multiple flexible particles.
  • the sealing insulator 71 only needs to contain a matrix resin, and the presence or absence of fillers and flexible particles is optional.
  • the sealing insulator 71 may contain a coloring material such as carbon black for coloring the matrix resin.
  • the matrix resin is preferably made of a thermosetting resin.
  • the matrix resin may contain at least one of epoxy resin, phenolic resin, and polyimide resin, which are examples of thermosetting resins.
  • the matrix resin, in this form, contains an epoxy resin.
  • the plurality of fillers are composed of one or both of spherical objects made of insulators and amorphous objects made of insulators, and are added to the matrix resin.
  • Amorphous objects have random shapes other than spheres, such as grains, fragments, and crushed pieces.
  • the amorphous object may have corners.
  • the plurality of fillers are each composed of a spherical object from the viewpoint of suppressing damage due to filler attack.
  • the plurality of fillers may contain at least one of ceramics, oxides and nitrides.
  • the plurality of fillers in this form, are each composed of silicon oxide particles (silica particles).
  • a plurality of fillers may each have a particle size of 1 nm or more and 100 ⁇ m or less.
  • the particle size of the plurality of fillers is preferably 50 ⁇ m or less.
  • the sealing insulator 71 preferably contains a plurality of fillers with different particle sizes.
  • the plurality of fillers may include a plurality of small-diameter fillers, a plurality of medium-diameter fillers, and a plurality of large-diameter fillers.
  • the plurality of fillers are preferably added to the matrix resin at a content rate (density) in the order of small-diameter filler, medium-diameter filler, and large-diameter filler.
  • the small-diameter filler may have a thickness less than the thickness of the source electrode 32 (the thickness of the gate electrode 30).
  • the particle size of the small-diameter filler may be 1 nm or more and 1 ⁇ m or less.
  • the medium-diameter filler may have a thickness exceeding the thickness of the source electrode 32 and equal to or less than the thickness of the upper insulating film 38 .
  • the particle diameter of the medium-diameter filler may be 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the large-diameter filler may have a thickness exceeding the thickness of the upper insulating film 38 .
  • the plurality of fillers includes at least one large diameter filler that exceeds any one of the thickness of the first semiconductor region 6 (epitaxial layer), the thickness of the second semiconductor region 7 (substrate) and the thickness of the chip 2. good too.
  • the particle size of the large-diameter filler may be 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the particle size of the large-diameter filler is preferably 50 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the plurality of fillers may be 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the plurality of fillers is preferably 4 ⁇ m or more and 8 ⁇ m or less.
  • the plurality of fillers need not contain all of the small-diameter fillers, medium-diameter fillers and large-diameter fillers at the same time, and may be composed of either one or both of the small-diameter fillers and the medium-diameter fillers.
  • the maximum particle size of the plurality of fillers (medium-sized fillers) may be 10 ⁇ m or less.
  • the encapsulation insulator 71 may include a plurality of filler fragments having broken particle shapes at the surface of the insulating main surface 72 and the surface of the insulating sidewalls 73 .
  • the plurality of filler pieces may each be formed of a portion of the small-diameter filler, a portion of the medium-diameter filler, and a portion of the large-diameter filler.
  • the plurality of filler pieces located on the insulating main surface 72 side have broken portions formed along the insulating main surface 72 so as to face the insulating main surface 72 .
  • a plurality of filler pieces located on the side of the insulating sidewall 73 have broken portions formed along the insulating sidewall 73 so as to face the insulating sidewall 73 .
  • the broken portions of the plurality of filler pieces may be exposed from the insulating main surface 72 and the insulating sidewalls 73, or may be partially or wholly covered with the matrix resin. Since the plurality of filler pieces are located on the surface layers of the insulating main surface 72 and the insulating side walls 73, they do not affect the structures on the chip 2 side.
  • a plurality of flexible particles are added to the matrix resin.
  • the plurality of flexible particles may include at least one of silicon-based flexible particles, acrylic-based flexible particles, and butadiene-based flexible particles.
  • the encapsulating insulator 71 preferably contains silicon-based flexing particles.
  • the plurality of flexing particles have an average particle size less than the average particle size of the plurality of fillers.
  • the average particle size of the plurality of flexible particles is preferably 1 nm or more and 1 ⁇ m or less.
  • the maximum particle size of the plurality of flexible particles is preferably 1 ⁇ m or less.
  • the plurality of flexible particles are added to the matrix resin so that the ratio of the total cross-sectional area per unit cross-sectional area is 0.1% or more and 10% or less.
  • the plurality of flexible particles are added to the matrix resin at a content in the range of 0.1% by weight to 10% by weight.
  • the average particle size and content of the plurality of flexible particles are appropriately adjusted according to the elastic modulus to be imparted to the sealing insulator 71 during and/or after manufacturing.
  • the semiconductor device 1A includes a drain electrode 77 (second main surface electrode) that covers the second main surface 4 .
  • Drain electrode 77 is electrically connected to second main surface 4 .
  • Drain electrode 77 forms ohmic contact with second semiconductor region 7 exposed from second main surface 4 .
  • the drain electrode 77 may cover the entire second main surface 4 so as to be continuous with the periphery of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the drain electrode 77 may cover the second main surface 4 with a space inward from the periphery of the chip 2 .
  • the drain electrode 77 is configured such that a drain-source voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between the drain electrode 77 and the source terminal electrode 60 . That is, the chip 2 is formed so that a voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between the first principal surface 3 and the second principal surface 4 .
  • the semiconductor device 1A includes the chip 2, the gate electrode 30 (source electrode 32: main surface electrode), the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60), and the sealing insulator 71.
  • Chip 2 has a first main surface 3 .
  • Gate electrode 30 (source electrode 32 ) is arranged on first main surface 3 .
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) is arranged on the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the sealing insulator 71 covers the periphery of the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) on the first main surface 3 so as to partially expose the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60). .
  • the sealing insulator 71 can protect the object to be sealed from external forces and moisture (moisture).
  • the object to be sealed can be protected from damage (including peeling) caused by external force and deterioration (including corrosion) caused by humidity. This can suppress shape defects and variations in electrical characteristics. Therefore, it is possible to provide the semiconductor device 1A with improved reliability.
  • the semiconductor device 1A preferably includes an upper insulating film 38 that partially covers the gate electrode 30 (source electrode 32). According to this structure, the object to be covered can be protected from external force and moisture by the upper insulating film 38 . In other words, according to this structure, the object to be sealed can be protected by both the upper insulating film 38 and the sealing insulator 71 .
  • the sealing insulator 71 preferably has a portion that directly covers the upper insulating film 38 .
  • the sealing insulator 71 preferably has a portion covering the gate electrode 30 (source electrode 32) with the upper insulating film 38 interposed therebetween.
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60 ) preferably has a portion directly covering the upper insulating film 38 .
  • the upper insulating film 38 preferably includes one or both of the inorganic insulating film 42 and the organic insulating film 43 .
  • the organic insulating film 43 is preferably made of a photosensitive resin film.
  • the upper insulating film 38 is preferably thicker than the gate electrode 30 (source electrode 32). Upper insulating film 38 is preferably thinner than chip 2 .
  • the encapsulating insulator 71 is preferably thicker than the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the sealing insulator 71 is preferably thicker than the upper insulating film 38 . It is particularly preferred that the encapsulating insulator 71 is thicker than the chip 2 .
  • the sealing insulator 71 preferably contains a thermosetting resin (matrix resin). According to this structure, the thermosetting resin can enhance durability and waterproofness. Encapsulating insulator 71 preferably includes a plurality of fillers added to a thermosetting resin. According to this structure, the strength of the sealing insulator 71 can be adjusted with a plurality of fillers. The encapsulating insulator 71 preferably includes a plurality of flexibilizing particles (flexibilizers) added to a thermosetting resin. This structure allows the elastic modulus of the sealing insulator 71 to be adjusted by the plurality of flexing particles.
  • flexing particles flexibilizing particles
  • the sealing insulator 71 preferably exposes the gate terminal surface 51 (source terminal surface 61) of the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) and covers the gate terminal sidewall 52 (source terminal sidewall 62). . That is, the sealing insulator 71 preferably protects the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) from the side of the gate terminal sidewall 52 (source terminal sidewall 62).
  • the sealing insulator 71 preferably has an insulating main surface 72 forming one flat surface with the gate terminal surface 51 (source terminal surface 61).
  • the encapsulating insulator 71 preferably has insulating sidewalls 73 forming one flat surface with the first to fourth side surfaces 5A to 5D (side surfaces) of the chip 2 . According to this structure, the object to be sealed located on the first main surface 3 side can be appropriately protected by the sealing insulator 71 .
  • the above configuration provides a gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) having a relatively large plane area and/or a relatively large thickness for a chip 2 having a relatively large plane area and/or a relatively small thickness. is effective when applying The gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) having a relatively large plane area and/or a relatively large thickness is also effective in absorbing heat generated on the chip 2 side and dissipating it to the outside.
  • the gate terminal electrode 50 is preferably thicker than the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60 ) is preferably thicker than the upper insulating film 38 . It is particularly preferable that the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60 ) be thicker than the chip 2 .
  • the gate terminal electrode 50 may cover 25% or less of the first main surface 3 in plan view, and the source terminal electrode 60 may cover 50% or more of the first main surface 3 in plan view. good.
  • the chip 2 may have a first main surface 3 having an area of 1 mm square or more in plan view.
  • the chip 2 may have a thickness of 100 ⁇ m or less when viewed in cross section.
  • the chip 2 preferably has a thickness of 50 ⁇ m or less when viewed in cross section.
  • Chip 2 may have a laminated structure including a semiconductor substrate and an epitaxial layer. In this case, the epitaxial layer is preferably thicker than the semiconductor substrate.
  • the chip 2 preferably contains a wide bandgap semiconductor single crystal.
  • Single crystals of wide bandgap semiconductors are effective in improving electrical characteristics.
  • the structure having the sealing insulator 71 is also effective in the structure including the drain electrode 77 covering the second main surface 4 of the chip 2 .
  • Drain electrode 77 forms a potential difference (for example, 500 V or more and 3000 V or less) across chip 2 with source electrode 32 .
  • the distance between the source electrode 32 and the drain electrode 77 is reduced, increasing the risk of discharge phenomena between the rim of the first main surface 3 and the source electrode 32.
  • the structure having the sealing insulator 71 can improve the insulation between the peripheral edge of the first main surface 3 and the source electrode 32 and suppress the discharge phenomenon.
  • FIG. 8 is a plan view showing a semiconductor module 201A according to the first embodiment on which the semiconductor device 1A shown in FIG. 1 is mounted.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the semiconductor module 201A shown in FIG.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing semiconductor module 201A shown in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure (connection form) of the semiconductor module 201A, and does not show a cross section of a specific portion.
  • semiconductor module 201A includes housing 202 .
  • the housing 202 includes a frame portion 203, a bottom plate 204, and a cover plate 205, and has an accommodation space 206 defined by these.
  • the frame portion 203 may be made of thermoplastic resin such as PPS (Poly Phenylene Sulfide) resin or PBT (Poly Butylene Terephtalate) resin.
  • the frame portion 203 is formed in a substantially rectangular tubular shape (annular shape) in plan view.
  • the frame portion 203 is formed in a substantially rectangular cylindrical shape (annular shape) having four corners recessed in an arc shape or a rectangular shape toward the housing space 206 in plan view.
  • the frame portion 203 includes a first end portion 207 on one side (upper side of the paper surface of FIG. 9), a second end portion 208 on the other side (lower side of the paper surface of FIG. 9), and first to fourth wall portions 209A to 209D. including.
  • the first to fourth walls 209A to 209D form side walls of the housing 202.
  • the first wall portion 209A and the second wall portion 209B extend in the first direction X and face the second direction Y.
  • the first wall portion 209A and the second wall portion 209B form the long sides of the housing 202 .
  • the third wall portion 209C and the fourth wall portion 209D extend in the second direction Y and face the first direction X.
  • the third wall portion 209C and the fourth wall portion 209D form short sides of the housing 202 .
  • the frame portion 203 has first to fourth flange portions 210A to 210D projecting from the second end portion 208 toward the opposite side of the accommodation space 206 at the four corners.
  • the first flange portion 210A is connected to the first wall portion 209A and the third wall portion 209C
  • the second flange portion 210B is connected to the second wall portion 209B and the third wall portion 209C
  • the third flange portion 210C is connected to the first wall portion 209B and the third wall portion 209C.
  • It is connected to the wall portion 209A and the fourth wall portion 209D
  • the fourth flange portion 210D is connected to the second wall portion 209B and the fourth wall portion 209D.
  • the first to fourth flange portions 210A to 210D have bolt holes 211, respectively.
  • the bottom plate 204 is formed of a metal plate as a heat spreader in this embodiment.
  • the bottom plate 204 may be made of thermoplastic resin such as PPS resin or PBT resin.
  • the bottom plate 204 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.
  • the bottom plate 204 is attached to a second end portion 208 of the frame portion 203 and defines an accommodation space 206 together with the frame portion 203 .
  • the bottom plate 204 may be attached to the frame portion 203 with an adhesive, or may be bolted to a bolt hole formed at an arbitrary location on the frame portion 203 .
  • the cover plate 205 may be made of thermoplastic resin such as PPS resin or PBT resin.
  • the cover plate 205 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.
  • the cover plate 205 is attached to the first end 207 of the frame 203 and closes the accommodation space 206 .
  • the cover plate 205 may be attached to the frame portion 203 with an adhesive, or may be bolted to a bolt hole formed at an arbitrary location on the frame portion 203 .
  • the semiconductor module 201A includes first to fourth support portions 212A to 212D attached to the frame portion 203.
  • the first to fourth support portions 212A to 212D may be made of thermoplastic resin such as PPS resin and PBT resin.
  • the first to fourth support portions 212A to 212D are integrally formed with the frame portion 203 in this embodiment.
  • the first and second support portions 212A and 212B are attached to the third wall portion 209C of the frame portion 203 and are spaced apart in the second direction Y.
  • the first and second support portions 212A and 212B protrude from the third wall portion 209C toward the side opposite to the housing 202 with respect to the first direction X in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the third to fourth support portions 212C to 212D are attached to the fourth wall portion 209D of the frame portion 203 and are spaced apart in the second direction Y.
  • the third to fourth support portions 212C to 212D protrude from the fourth wall portion 209D toward the side opposite to the housing 202 with respect to the first direction X in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • Each of the first to fourth support portions 212A to 212D has a substantially quadrangular recess on the end face located on the first end portion 207 side of the frame portion 203. As shown in FIG.
  • the first to fourth support portions 212A to 212D have bolt holes 213, respectively. Each bolt hole 213 may pass through the corresponding first to fourth support portions 212A to 212D.
  • the semiconductor module 201A includes a substrate 214 arranged within the housing space 206 .
  • the substrate 214 is formed in a substantially rectangular shape in plan view in this form, and is attached to the bottom plate 204 .
  • the board 214 may be a wiring board such as a PCB (Printed Circuit Board) or a multilayer wiring board.
  • a multilayer wiring board includes an insulating laminated structure in which a plurality of insulating layers are laminated, a plurality of wiring layers arranged in multiple layers within the insulating laminated structure, and a plurality of wiring layers that electrically connect the plurality of wiring layers facing each other in the lamination direction.
  • a via electrode may be included.
  • the substrate 214 includes a first surface 215 on the housing space 206 side and a second surface 216 on the bottom plate 204 side.
  • the semiconductor module 201A includes wiring patterns 217 formed on the first surface 215 of the substrate 214 .
  • the wiring pattern 217 is formed of a metal film or a metal plate (a metal film in this form).
  • the wiring pattern 217 may be an electrode film printed on the first surface 215 .
  • the wiring pattern 217 may be the uppermost wiring of the multilayer wiring board.
  • the wiring pattern 217 includes first to fourth drain wirings 218A to 218D, first to second source wirings 219A to 219B, first to fourth gate wirings 220A to 220D, and first to fourth sense wirings 221A. Including ⁇ 221D.
  • the first to fourth drain wirings 218A to 218D are each formed in strips extending in the first direction X with a space therebetween.
  • the first drain wiring 218A is arranged near corners of the first wall portion 209A and the third wall portion 209C.
  • the second drain wiring 218B is arranged near corners of the second wall portion 209B and the third wall portion 209C.
  • the third drain wiring 218C is arranged near corners of the first wall portion 209A and the fourth wall portion 209D.
  • the fourth drain wiring 218D is arranged near the corners of the second wall portion 209B and the fourth wall portion 209D.
  • the first and second source wirings 219A and 219B are each formed in strips extending in the first direction X with a space therebetween.
  • the first source wiring 219A is arranged in a region between the first drain wiring 218A and the second drain wiring 218B.
  • the second source wiring 219B is arranged in a region between the third drain wiring 218C and the fourth drain wiring 218D.
  • the first to fourth gate wirings 220A to 220D are each formed in strips extending in the first direction X with a space therebetween.
  • the first to fourth gate wirings 220A to 220D are thinner than the first to fourth drain wirings 218A to 218D and the first to second source wirings 219A to 219B.
  • the first to fourth gate wirings 220A to 220D are arranged in regions between the first to second wall portions 209A to 209B and the first to fourth drain wirings 218A to 218D, respectively.
  • the first to fourth sense wirings 221A to 221D are each formed in strips extending in the first direction X at intervals.
  • the first to fourth sense wirings 221A to 221D are thinner than the first to fourth drain wirings 218A to 218D and the first to second source wirings 219A to 219B.
  • the first to fourth sense wirings 221A to 221D are arranged in regions between the first to second wall portions 209A to 209B and the first to fourth gate wirings 220A to 220D, respectively.
  • the semiconductor module 201 A includes a metal layer 222 formed on the second surface 216 of the substrate 214 .
  • the metal layer 222 is made of a metal film or metal plate.
  • the metal layer 222 may be a metal film (electrode film) printed on the second surface 216 . If substrate 214 is a multilayer wiring board, metal layer 222 may be the bottom wiring of the multilayer wiring board.
  • the metal layer 222 preferably covers the second surface 216 with an area exceeding the total area of the wiring pattern 217 .
  • the metal layer 222 preferably covers 75% or more of the area of the second surface 216 .
  • the metal layer 222 may cover substantially the entire second surface 216 .
  • the metal layer 222 may cover the inner portion of the second surface 216 so as to expose the peripheral edge of the second surface 216 .
  • the semiconductor module 201A includes first to third connection members 223A to 223C that electrically connect a plurality of wirings included in the wiring pattern 217.
  • the first to third connection members 223A to 223C are made of members different from the wiring pattern 217.
  • FIG. The first to third connection members 223A to 223C are each made of a metal plate formed in an arch shape in this embodiment.
  • first to third connecting members 223A to 223C are H-shaped in plan view, but the planar shape of the first to third connecting members 223A to 223C is arbitrary.
  • first to third connection members 223A to 223C may be formed in a polygonal shape such as a square shape in plan view.
  • the first connection member 223A is arranged in a region between the first drain wiring 218A and the third drain wiring 218C adjacent in the first direction X, and electrically connects the first drain wiring 218A and the third drain wiring 218C. ing.
  • the second connection member 223B is arranged in a region between the second drain wiring 218B and the fourth drain wiring 218D adjacent in the first direction X, and electrically connects the second drain wiring 218B and the fourth drain wiring 218D.
  • the third connection member 223C is arranged in a region between the first source wiring 219A and the second source wiring 219B adjacent in the first direction X, and electrically connects the first source wiring 219A and the second source wiring 219B. ing.
  • the semiconductor module 201A includes an adhesive 224 interposed between the substrate 214 and the metal layer 222 to connect the substrate 214 and the metal layer 222 together.
  • Adhesive 224 in this form, comprises a metallic adhesive and thermally and mechanically connects bottom plate 204 and metal layer 222 .
  • the adhesive 224 may contain solder or metal paste.
  • the solder may be lead-free solder.
  • the metal paste may contain at least one of Au, Ag and Cu.
  • the Ag paste may consist of Ag sintered paste.
  • the Ag sintering paste consists of a paste in which nano-sized or micro-sized Ag particles are added to an organic solvent (hereinafter the same).
  • the semiconductor module 201A includes first to fourth terminals 225A to 225D, first to fourth gate terminals 227A to 227D and first to fourth sense terminals 228A to 228D.
  • the first and second terminals 225A-225B are formed as drain terminals
  • the third and fourth terminals 225C-225D are formed as source terminals.
  • the first to fourth terminals 225A to 225D are arranged on the first to fourth support portions 212A to 212D, respectively.
  • Each of the first to fourth terminals 225A to 225D includes a terminal body portion 229 and at least one (in this embodiment, a plurality of) lead portions 230 .
  • the terminal body portions 229 are arranged in the recesses of the corresponding first to fourth support portions 212A to 212D.
  • Terminal body portion 229 has bolt holes 231 aligned with corresponding bolt holes 213 .
  • the plurality of lead portions 230 are drawn out from the corresponding terminal body portion 229 into the housing space 206 through the frame portion 203 (the third wall portion 209C or the fourth wall portion 209D).
  • the lead portions 230 of the first and second terminals 225A-225B are electrically and mechanically connected to the corresponding first and second drain wirings 218A-218B inside the housing space 206.
  • the lead portions 230 of the third and fourth terminals 225C-225D are electrically and mechanically connected to the second source wiring 219B inside the housing space 206. As shown in FIG.
  • the first to fourth gate terminals 227A to 227D are made of lead-shaped (needle-shaped or rod-shaped) metal.
  • the first to fourth gate terminals 227A to 227D are erected along the frame portion 203 so that at least a portion thereof is exposed from the housing space 206. As shown in FIG.
  • the first to fourth gate terminals 227A to 227D may be arranged along the wall surface of the frame portion 203, or may be arranged in through holes or recesses formed in the frame portion 203.
  • the first to fourth gate terminals 227A to 227D are arranged at positions close to the corresponding first to fourth gate wirings 220A to 220D, respectively.
  • Each of the first to fourth gate terminals 227A to 227D may have a portion extending vertically along the frame portion 203 and a portion extending parallel to the first surface 215 of the substrate 214, respectively.
  • the first to fourth sense terminals 228A to 228D are made of lead-shaped (needle-shaped or rod-shaped) metal.
  • the first to fourth sense terminals 228A to 228D are erected along the frame portion 203 so that at least a portion thereof is exposed from the housing space 206. As shown in FIG.
  • the first to fourth sense terminals 228A to 228D may be arranged along the wall surface of the frame portion 203, or may be arranged in through holes or recesses formed in the frame portion 203.
  • the first to fourth sense terminals 228A to 228D are arranged at positions close to the corresponding first to fourth sense wirings 221A to 221D.
  • the first through fourth sense terminals 228A-228D may be arranged adjacent to the corresponding first through fourth gate terminals 227A-227D, respectively.
  • the first to fourth sense terminals 228A to 228D may each have a portion extending vertically along the frame portion 203 and a portion extending parallel to the first surface 215 of the substrate 214 .
  • the first to fourth sense terminals 228A-228D are electrically connected to corresponding first to fourth sense wirings 221A-221D.
  • the semiconductor module 201A includes at least one (in this embodiment, a plurality of) semiconductor devices 1A arranged in the accommodation space 206.
  • the semiconductor module 201A in this embodiment includes first to fourth groups 232A to 232D each including at least one (in this embodiment, a plurality of) semiconductor devices 1A.
  • the number of semiconductor devices 1A included in the first to fourth groups 232A to 232D may be the same or different.
  • the semiconductor module 201A need not necessarily include all of the first to fourth groups 232A to 232D at the same time as long as the electrical circuit to be achieved can be configured, and at least one of the first to fourth groups 232A to 232D must be included. should be included.
  • a plurality of semiconductor devices 1A forming the first group 232A are arranged with a gap above the first drain wiring 218A with the drain electrode 77 facing the first drain wiring 218A.
  • a plurality of semiconductor devices 1A constituting the second group 232B are arranged at intervals above the second drain wiring 218B with the drain electrode 77 facing the second drain wiring 218B.
  • the plurality of semiconductor devices 1A that constitute the third group 232C are arranged with a gap above the third drain wiring 218C with the drain electrode 77 facing the third drain wiring 218C.
  • a plurality of semiconductor devices 1A constituting the fourth group 232D are arranged with a gap above the fourth drain wiring 218D with the drain electrode 77 facing the fourth drain wiring 218D.
  • the drain electrodes 77 of the semiconductor devices 1A are electrically connected to the first to fourth drain wirings 218A to 218D.
  • the semiconductor module 201A includes multiple conductive adhesives 233 interposed between the multiple semiconductor devices 1A and the first to fourth drain wirings 218A to 218D.
  • a plurality of conductive adhesives 233 mechanically and electrically connect a plurality of semiconductor devices 1A and first to fourth drain wirings 218A to 218D.
  • Conductive adhesive 233 may include solder or metal paste.
  • the solder may be lead-free solder.
  • the metal paste may contain at least one of Au, Ag and Cu.
  • the Ag paste may consist of Ag sintered paste.
  • the semiconductor module 201A includes a plurality of conductors 234.
  • the plurality of conductors 234 are each made of a metal wire (that is, a bonding wire) in this form.
  • the plurality of conductors 234 may include at least one of gold wires, copper wires and aluminum wires.
  • the conducting wire 234 may be made of a metal plate such as a metal clip instead of the metal wire.
  • the plurality of conducting wires 234 includes a plurality of conducting wires 234 electrically connecting the gate terminal electrodes 50 of the plurality of semiconductor devices 1A to the corresponding first to fourth gate wirings 220A to 220D, respectively.
  • the plurality of conducting wires 234 includes a plurality of conducting wires 234 electrically connecting the source terminal electrodes 60 of the plurality of semiconductor devices 1A to the corresponding first and second source wirings 219A and 219B, respectively.
  • the plurality of conducting wires 234 includes a plurality of conducting wires 234 electrically connecting the source terminal electrodes 60 of the plurality of semiconductor devices 1A to the corresponding first to fourth sense wirings 221A to 221D, respectively.
  • the plurality of conducting wires 234 includes a plurality of conducting wires 234 electrically connecting the first to fourth gate wirings 220A to 220D to the corresponding first to fourth gate terminals 227A to 227D, respectively.
  • the plurality of conductors 234 includes a plurality of conductors 234 electrically connecting the first through fourth sense wires 221A-221D to the corresponding first through fourth sense terminals 228A-228D, respectively.
  • the semiconductor module 201A includes an insulating gel-like filler 235 filled in the accommodation space 206 .
  • the gel-like filler 235 protects the structure inside the housing space 206 from particles and the like. In addition, the gel-like filler 235 relieves stress that may be applied to structures within the housing space 206 .
  • the gel-like filler 235 may have a viscosity (at 23°C) of 500 mPa ⁇ s or more and 2500 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity (at 23° C.) of the gel-like filler 235 is preferably 700 mPa ⁇ s or more and 1200 mPa ⁇ s or less.
  • Gel-like filler 235 may have a specific gravity of 0.8 or more and 1.3 or less.
  • the specific gravity of the gel-like filler 235 is preferably 0.95 or more and 1.0 or less.
  • the gel-like filler 235 may have a penetration of 40 or more and 90 or less.
  • the penetration of the gel-like filler 235 is preferably 45 or more and 70 or less.
  • Penetration is a value measured with a 1/4 cone specified in "JIS K2220".
  • Gel-like filler 235 may have a volume expansion coefficient of 500 Ppm/K or more and 2000 Ppm/K or less.
  • the volume expansion coefficient of the gel-like filler 235 is preferably 1000 Ppm/K or more and 1500 Ppm/K or less.
  • Gel-like filler 235 may have a thermal conductivity of 0.01 W/m ⁇ K or more and 0.5 W/m ⁇ K or less.
  • the thermal conductivity of the gel-like filler 235 is preferably 0.1 W/m ⁇ K or more and 0.2 W/m ⁇ K.
  • Gel-like filler 235 may have a volume resistivity of 1 ⁇ 10 12 ⁇ m or more and 1 ⁇ 10 13 ⁇ m or less.
  • the volume resistivity of the gel-like filler 235 is preferably 5 ⁇ 10 12 ⁇ m or more.
  • the gel-like filler 235 may have a dielectric breakdown strength of 10 kV/mm or more and 100 kV/mm or less.
  • the dielectric breakdown strength of the gel-like filler 235 is preferably 25 kV/mm or more and 50 kV/mm.
  • the gel-like filler 235 may have an adhesion force of 1N or more and 10N or less. It is preferable that the adhesion force of the gel-like filler 235 is 2N or more and 5N or less.
  • the gel-like filler 235 may have a surface breakthrough load resistance of 5 gf or more and 15 gf or less.
  • the surface breaking load of the gel-like filler 235 is preferably 6 gf or more and 12 gf or less.
  • Gel-like filler 235 may have an ion residue content of 5 ppm or less.
  • the amount of residual ions in the gel-like filler 235 is preferably 1 ppm or less.
  • Gel-like filler 235 may have a dielectric constant of 1 or more and 10 or less (at 50 Hz).
  • the dielectric constant (at 50 Hz) of the gel-like filler 235 is preferably 2 or more and 7 or less.
  • the gel-like filler 235 in this form, contains silicone gel and has a higher moisture retention than the sealing insulator 71 of the semiconductor device 1A.
  • the gel-like filler 235 is filled up to a height position spaced apart from the cover plate 205 toward the substrate 214 side.
  • the gel-like filler 235 may be filled up to a height position where it contacts the cover plate 205 .
  • a pressing plate 236 (see two-dot chain line in FIG. 9) for suppressing expansion of the gel-like filler 235 may be arranged between the gel-like filler 235 and the cover plate 205 .
  • the pressing plate 236 may be provided so as to contact the cover plate 205 or may be provided so as not to contact the cover plate 205 .
  • the gel-like filler 235 is filled up to a height position that seals the plurality of semiconductor devices 1A and the plurality of conductors 234 in the housing space 206, and the frame portion 203, the substrate 214, the wiring pattern 217, the first to third connections.
  • Members 223A to 223C, parts of first to fourth terminals 225A to 225D (lead part 230), parts of first to fourth gate terminals 227A to 227D, parts of first to fourth sense wirings 221A to 221D , a plurality of semiconductor devices 1A, a plurality of conductive adhesives 233 and a plurality of conducting wires 234 are collectively sealed.
  • the gel-like filler 235 includes portions that directly cover the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2 and fills the grinding marks of the first to fourth side surfaces 5A to 5D. ing. That is, the gel-like filler 235 directly covers the first semiconductor region 6 (epitaxial layer) and the second semiconductor region 7 (semiconductor substrate).
  • the contact area of the gel filler 235 to the first semiconductor region 6 is the same as that of the gel filler to the second semiconductor region 7 . larger than the contact area of 235.
  • the contact area of the gel filler 235 to the first semiconductor region 6 is equal to that of the gel filler to the second semiconductor region 7 . 235 contact area.
  • the gel-like filler 235 includes a portion that directly covers the portion of the gate terminal electrode 50 exposed from the conductor 234 and fills the grinding marks on the gate terminal surface 51 .
  • the gel-like filler 235 includes a portion that directly covers the portion of the source terminal electrode 60 exposed from the conductor 234 and fills the grinding marks on the source terminal surface 61 .
  • the gel-like filler 235 includes a portion that directly covers the insulating main surface 72 and the insulating side walls 73 and fills the grinding marks of the insulating main surface 72 and the insulating side walls 73 .
  • the gel filler 235 does not contact the gate electrode 30 , the source electrode 32 , the upper insulating film 38 , the gate terminal sidewalls 52 of the gate terminal electrode 50 and the source terminal sidewalls 62 of the source terminal electrode 60 .
  • the gel-like filler 235 directly covers the entire area of the plurality of conductors 234 except for the joints of the plurality of conductors 234 .
  • a circuit diagram of a semiconductor module 201A is shown with first through fourth devices 240A through 240D, a drain terminal D, a source terminal S, a plurality of gate terminals G and a plurality of sense terminals SS.
  • the first to fourth devices 240A to 240D are configured by first to fourth groups 232A to 232D (plurality of semiconductor devices 1A), respectively.
  • the drain terminal D is composed of first and second terminals 225A-225B, and is electrically connected to the drain electrodes 77 of the first-fourth devices 240A-240D.
  • the source terminal S is composed of third to fourth terminals 225C to 225D and electrically connected to the source terminal electrodes 60 of the first to fourth devices 240A to 240D.
  • the plurality of gate terminals G are configured by first to fourth gate terminals 227A to 227D, respectively, and are electrically connected to the gate terminal electrodes 50 of the first to fourth devices 240A to 240D so as to individually transmit gate signals. It is connected to the.
  • the plurality of sense terminals SS are constituted by first to fourth sense terminals 228A to 228D, respectively, and are electrically connected to the source terminal electrodes 60 of the first to fourth devices 240A to 240D so as to individually detect the source sense signals. properly connected.
  • the first to fourth devices 240A to 240D are simultaneously controlled to be on and off in this form. That is, the first to fourth devices 240A to 240D (plurality of semiconductor devices 1A) constitute one device as a whole.
  • the semiconductor module 201A may be incorporated, for example, as a device of a power conversion device (power conversion circuit) such as an inverter device (inverter circuit).
  • the semiconductor module 201A includes, for example, a high side arm (upper arm) and a low side arm (lower arm) of a half-bridge circuit, a full-bridge circuit, a single-phase power conversion circuit, a polyphase power conversion circuit (three-phase power conversion circuit), and the like. It may be incorporated into a constituent switching device.
  • the layout of the wiring pattern 217 is arbitrary and is not limited to the layout shown in FIG.
  • at least two of the first to fourth drain wirings 218A-218D may be integrally formed.
  • the first and second source wirings 219A and 219B may be integrally formed.
  • at least two of the first to fourth gate wirings 220A to 220D may be integrally formed.
  • at least two of the first to fourth sense lines 221A to 221D may be integrally formed.
  • the wiring pattern 217 may include 5 or more drain wirings, 3 or more source wirings, 5 or more gate wirings, and 5 or more sense wirings.
  • the first to third connection members 223A to 223C are not necessarily required, and may be removed as necessary.
  • the first to fourth gate terminals 227A to 227D may be configured to be mechanically and electrically connected to the first to fourth gate wirings 220A to 220D.
  • the first to fourth sense terminals 228A to 228D may be configured to be mechanically and electrically connected to the first to fourth sense wirings 221A to 221D.
  • the semiconductor module 201A includes the housing 202, the semiconductor device 1A, and the insulating gel-like filler 235.
  • the housing 202 has an accommodation space 206 .
  • the semiconductor device 1A includes a chip 2, a gate electrode 30 (source electrode 32: main surface electrode), a gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) and a sealing insulator 71.
  • FIG. Chip 2 has a first main surface 3 .
  • Gate electrode 30 (source electrode 32 ) is arranged on first main surface 3 .
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) is arranged on the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the sealing insulator 71 covers the periphery of the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) on the first main surface 3 so as to partially expose the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60).
  • the gel-like filler 235 is filled in the accommodation space 206 so as to be in contact with the sealing insulator 71 and seals the semiconductor device 1A within the accommodation space 206 .
  • the gel filler 235 can protect the semiconductor device 1A.
  • the encapsulation insulator 71 also protects the encapsulation insulator 71 from stress (including tensile stress and compressive stress) in the gel filler 235 due to temperature changes and moisture in the gel filler 235 . Can protect objects.
  • the sealing insulator 71 can protect the object to be sealed from damage (including peeling) caused by the stress of the gel-like filler 235 and deterioration (including corrosion) due to moisture of the gel-like filler 235. .
  • This can suppress shape defects and variations in electrical characteristics. Therefore, it is possible to provide the semiconductor module 201A with improved reliability.
  • the gel-like filler 235 is preferably filled up to a height position covering the entire semiconductor device 1A in the housing space 206 . In this case, the gel-like filler 235 can adequately protect the semiconductor device 1A.
  • the gel-like filler 235 preferably contains silicone gel. Gel-like filler 235 preferably contacts gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) and encapsulation insulator 71, and does not contact gate electrode 30 (source electrode 32). According to this structure, the gate electrode 30 (source electrode 32) can be protected from the stress of the gel-like filler 235 and moisture.
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) is preferably arranged above the gate electrode 30 (source electrode 32) with a gap from the periphery of the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the encapsulating insulator 71 preferably covers the periphery of the gate electrode 30 (source electrode 32) and the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60). According to this structure, the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) and the sealing insulator 71 can protect the gate electrode 30 (source electrode 32) from the stress of the gel-like filler 235 and moisture.
  • the sealing insulator 71 preferably covers the gate terminal sidewalls 52 (source terminal sidewalls 62) so as to expose the gate terminal surface 51 (source terminal surface 61).
  • This structure can prevent the gel-like filler 235 from entering the region between the gate terminal sidewall 52 (source terminal sidewall 62 ) and the sealing insulator 71 .
  • gel-like filler 235 preferably has a portion that directly covers gate terminal surface 51 (source terminal surface 61). Furthermore, in this case, the gel-like filler 235 preferably does not cover the gate terminal sidewalls 52 (source terminal sidewalls 62).
  • the sealing insulator 71 preferably has an insulating main surface 72 forming one flat surface with the gate terminal surface 51 (source terminal surface 61).
  • gel-like filler 235 preferably has a portion that directly covers insulating main surface 72 . According to this structure, it is possible to appropriately prevent the gel-like filler 235 from entering the region between the gate terminal sidewall 52 (source terminal sidewall 62 ) and the sealing insulator 71 .
  • the gel-like filler 235 preferably has a portion that directly covers the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2.
  • Gel-like filler 235 preferably has a portion that directly covers insulating sidewall 73 of encapsulating insulator 71 .
  • the encapsulating insulator 71 preferably has insulating sidewalls 73 that form a single flat surface with the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2 . This structure can prevent the gel-like filler 235 from entering from the region between the first to fourth side surfaces 5A to 5D and the insulating side wall 73 .
  • the semiconductor device 1A preferably includes an upper insulating film 38 that partially covers the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the sealing insulator 71 preferably covers the upper insulating film 38 . According to this structure, the sealing insulator 71 can protect the upper insulating film 38 from the stress and moisture of the gel-like filler 235 .
  • the sealing insulator 71 preferably has a portion covering the gate electrode 30 (source electrode 32) with the upper insulating film 38 interposed therebetween. According to this structure, the upper insulating film 38 and the sealing insulator 71 can protect the gate electrode 30 (source electrode 32 ) from the stress and moisture of the gel-like filler 235 .
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) preferably has a portion that directly covers the upper insulating film . According to this structure, the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) can protect the upper insulating film 38 from the stress of the gel-like filler 235 and moisture.
  • the upper insulating film 38 preferably includes one or both of the inorganic insulating film 42 and the organic insulating film 43 .
  • the upper insulating film 38 is preferably thicker than the gate electrode 30 (source electrode 32). Upper insulating film 38 is preferably thinner than chip 2 .
  • the encapsulating insulator 71 is preferably thicker than the gate electrode 30 (source electrode 32). According to this structure, the gate electrode 30 (source electrode 32) can be protected by the relatively thick sealing insulator 71, and at the same time, the gel-like filler 235 can be separated from the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the sealing insulator 71 is preferably thicker than the upper insulating film 38 .
  • the gate electrode 30 (source electrode 32) and the upper insulating film 38 can be protected by the relatively thick encapsulating insulator 71, and at the same time, the gate electrode 30 (source electrode 32) and the upper insulating film 38 can be protected in a gel-like state. It can be spaced from filler 235 .
  • the encapsulating insulator 71 is thicker than the chip 2 . According to this structure, the object to be sealed can be protected by the relatively thick sealing insulator 71, and at the same time, the gel-like filler 235 can be appropriately spaced from the object to be sealed.
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60) is preferably thicker than the gate electrode 30 (source electrode 32).
  • the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60 ) is preferably thicker than the upper insulating film 38 . It is particularly preferable that the gate terminal electrode 50 (source terminal electrode 60 ) be thicker than the chip 2 .
  • FIG. 11 is a plan view showing a semiconductor module 201B according to the second embodiment on which the semiconductor device 1A shown in FIG. 1 is mounted.
  • FIG. 12 is a circuit diagram showing semiconductor module 201B shown in FIG.
  • the semiconductor module 201B has a shape obtained by deforming the semiconductor module 201A, and has the same effect as that of the semiconductor module 201A. Differences between the semiconductor module 201B and the semiconductor module 201A will be described below.
  • wiring pattern 217 includes first and second drain wirings 218A and 218B, first and second source wirings 219A and 219B, first and second output wirings 241A and 241B, and first and second drain wirings 218A and 218B. It includes first to fourth gate wirings 220A to 220D and first to fourth sense wirings 221A to 221D.
  • the layout of the first to fourth gate wirings 220A to 220D and the first to fourth sense wirings 221A to 221D is the same as that of the semiconductor module 201A.
  • first and second drain wirings 218A and 218B are each formed in a band shape extending in the first direction X with a space therebetween.
  • the first drain wiring 218A is arranged near corners of the first wall portion 209A and the third wall portion 209C.
  • the second drain wiring 218B is arranged near corners of the first wall portion 209A and the fourth wall portion 209D.
  • the first and second source wirings 219A and 219B are each formed in strips extending in the first direction X with a space therebetween.
  • the first source wiring 219A is arranged near corners of the second wall portion 209B and the third wall portion 209C.
  • the second drain wiring 218B is arranged near corners of the second wall portion 209B and the fourth wall portion 209D.
  • the first and second output wirings 241A and 241B are each formed in a strip shape extending in the first direction X with a space therebetween.
  • the first output wiring 241A is arranged in a region between the first drain wiring 218A and the first source wiring 219A.
  • the second output wiring 241B is arranged in a region between the second drain wiring 218B and the second source wiring 219B.
  • the first connecting member 223A in this form, is arranged in a region between the first drain wiring 218A and the second drain wiring 218B, and electrically connects the first drain wiring 218A and the second drain wiring 218B.
  • the second connection member 223B is arranged in a region between the first source wiring 219A and the second source wiring 219B, and electrically connects the first source wiring 219A and the second source wiring 219B.
  • the third connection member 223C is arranged in a region between the first output wiring 241A and the second output wiring 241B, and electrically connects the first output wiring 241A and the second output wiring 241B.
  • the first terminal 225A is formed as a drain terminal in this form and is electrically and mechanically connected to the first drain wiring 218A.
  • the second terminal 225B is formed as a source terminal in this form and is electrically and mechanically connected to the first source wiring 219A.
  • the third to fourth terminals 225C to 225D are formed as output terminals in this form and are electrically and mechanically connected to the second output wiring 241B.
  • the semiconductor module 201B includes first to fourth groups 232A to 232D, like the semiconductor module 201A described above.
  • the first to fourth groups 232A to 232D only need to include at least one semiconductor device 1A, and the number of semiconductor devices 1A included in the first to fourth groups 232A to 232D is arbitrary.
  • the semiconductor module 201B need not necessarily include all of the first to fourth groups 232A to 232D at the same time as long as the electric circuit to be achieved can be configured. should contain one.
  • a plurality of semiconductor devices 1A forming the first group 232A are arranged with a gap above the first drain wiring 218A with the drain electrode 77 facing the first drain wiring 218A.
  • a plurality of semiconductor devices 1A constituting the second group 232B are arranged at intervals above the second drain wiring 218B with the drain electrode 77 facing the second drain wiring 218B.
  • a plurality of semiconductor devices 1A constituting the third group 232C are arranged with a gap above the first output wiring 241A with the drain electrode 77 facing the first output wiring 241A.
  • a plurality of semiconductor devices 1A constituting the fourth group 232D are arranged at intervals above the second output wiring 241B with the drain electrodes 77 facing the second output wiring 241B.
  • the plurality of conductive adhesives 233 are applied between the plurality of semiconductor devices 1A and the first and second drain wirings 218A and 218B and between the plurality of semiconductor devices 1A and the first and second output wirings 241A and 241B. are interposed between them.
  • the plurality of conducting wires 234 include a plurality of conducting wires 234 for connecting the gate terminal electrodes 50 of the plurality of semiconductor devices 1A to the corresponding first to fourth gate wirings 220A to 220D, respectively.
  • the plurality of conducting wires 234 includes a plurality of conducting wires 234 connecting the source terminal electrodes 60 of the plurality of semiconductor devices 1A to the corresponding first to fourth sense wirings 221A to 221D, respectively.
  • the plurality of conducting wires 234 include a plurality of conducting wires 234 for connecting the source terminal electrodes 60 of the plurality of semiconductor devices 1A of the first and second groups 232A-232B to the corresponding first and second output wirings 241A-241B, respectively.
  • the plurality of conducting wires 234 includes a plurality of conducting wires 234 connecting the source terminal electrodes 60 of the plurality of semiconductor devices 1A of the third and fourth groups 232C-232D to the corresponding first and second source wirings 219A-219B, respectively.
  • the circuit diagram of semiconductor module 201B uses first to fourth devices 240A to 240D, drain terminal D, source terminal S, output terminal O, multiple gate terminals G and multiple sense terminals SS. is shown.
  • the first to fourth devices 240A to 240D are configured by first to fourth groups 232A to 232D (plurality of semiconductor devices 1A), respectively.
  • the drain terminal is composed of the first terminal 225A and electrically connected to the drain electrodes 77 of the first and second devices 240A and 240B, respectively.
  • the source terminal is constituted by the second terminal 225B and electrically connected to the source terminal electrodes 60 of the third and fourth devices 240C-240D, respectively.
  • the output terminal O is configured by third and fourth terminals 225C-225D and is electrically connected to the source terminal electrodes 60 of the first and second devices 240A-240B and the drain electrodes 77 of the third and fourth devices 240C-240D. It is connected.
  • the plurality of gate terminals G are composed of first to fourth gate terminals 227A to 227D, and are electrically connected to the gate terminal electrodes 50 of the first to fourth devices 240A to 240D so as to individually transmit gate signals. It is connected.
  • the plurality of sense terminals SS are composed of first to fourth sense terminals 228A to 228D and are electrically connected to the source terminal electrodes 60 of the first to fourth devices 240A to 240D so as to individually detect source sense signals. It is connected to the.
  • the first and second devices 240A and 240B are simultaneously controlled to be on and off. That is, the first and second devices 240A and 240B (plurality of semiconductor devices 1A) constitute one device as a whole.
  • the third and fourth devices 240C-240D are simultaneously controlled to be on and off at timings different from those of the first and second devices 240A-240B. In other words, the third and fourth devices 240C-240D constitute one device as a whole.
  • the semiconductor module 201B may be incorporated as a switching device of a power conversion device (power conversion circuit) such as an inverter device (inverter circuit).
  • the semiconductor module 201B is, for example, a high side arm (upper arm) and a low side arm (lower arm) in a half bridge circuit, a full bridge circuit, a single-phase power conversion circuit, a polyphase power conversion circuit (three-phase power conversion circuit), or the like. (for example, a U-phase arm circuit, a V-phase arm circuit, a W-phase arm circuit, etc.).
  • the layout of the wiring pattern 217 is arbitrary and is not limited to the layout shown in FIG.
  • the first and second drain wirings 218A and 218B may be integrally formed.
  • the first and second source wirings 219A and 219B may be integrally formed.
  • the first and second output wirings 241A and 241B may be integrally formed.
  • the first to fourth gate wirings 220A to 220D may be integrally formed.
  • at least two of the first to fourth sense lines 221A to 221D may be integrally formed.
  • the wiring pattern 217 may include three or more drain wirings, three or more source wirings, three or more output wirings, five or more gate wirings, and five or more sense wirings.
  • the first to third connection members 223A to 223C are not necessarily required, and may be removed as necessary.
  • FIG. 13 is a plan view showing a semiconductor device 1B according to the second embodiment.
  • semiconductor device 1B has a modified form of semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1B specifically includes a source terminal electrode 60 having at least one (in this embodiment, a plurality of) lead terminal portions 100 .
  • the plurality of lead terminal portions 100 are led out above the plurality of lead electrode portions 34A and 34B of the source electrode 32 so as to face the gate terminal electrode 50 in the second direction Y, respectively. That is, the plurality of lead terminal portions 100 sandwich the gate terminal electrode 50 from both sides in the second direction Y in plan view.
  • the semiconductor device 1B has the same effect as the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B described above may include the semiconductor device 1B instead of or in addition to the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B including the semiconductor device 1B also have the same effects as those of the semiconductor modules 201A and 201B.
  • FIG. 14 is a plan view showing a semiconductor device 1C according to the third embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV shown in FIG. 14.
  • FIG. 16 is a circuit diagram showing an electrical configuration of semiconductor device 1C shown in FIG. Referring to FIGS. 14 to 16, semiconductor device 1C has a modified form of semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1C specifically includes a plurality of source terminal electrodes 60 spaced apart from each other on the source electrode 32 .
  • the semiconductor device 1C includes at least one (one in this embodiment) source terminal electrode 60 arranged on the body electrode portion 33 of the source electrode 32, a lead-out electrode portion 34A of the source electrode 32, It includes at least one (in this form a plurality) source terminal electrode 60 disposed over 34B.
  • the source terminal electrode 60 on the body electrode portion 33 side is formed as a main terminal electrode 102 that conducts the drain-source current IDS in this embodiment.
  • the plurality of source terminal electrodes 60 on the side of the plurality of lead-out electrode portions 34A and 34B are formed as sense terminal electrodes 103 in this embodiment for conducting a monitor current IM for monitoring the drain-source current IDS.
  • Each sense terminal electrode 103 has an area smaller than that of the main terminal electrode 102 in plan view.
  • One sense terminal electrode 103 is arranged on the first extraction electrode portion 34A and faces the gate terminal electrode 50 in the second direction Y in plan view.
  • the other sense terminal electrode 103 is arranged on the second extraction electrode portion 34B and faces the gate terminal electrode 50 in the second direction Y in plan view.
  • the plurality of sense terminal electrodes 103 sandwich the gate terminal electrode 50 from both sides in the second direction Y in plan view.
  • gate drive circuit 106 is electrically connected to gate terminal electrode 50, at least one first resistor R1 is electrically connected to main terminal electrode 102, and a plurality of sense resistors are connected. At least one second resistor R2 is connected to the terminal electrode 103 .
  • the first resistor R1 is configured to conduct the drain-source current IDS generated in the semiconductor device 1C.
  • the second resistor R2 is configured to conduct a monitor current IM having a value less than the drain-source current IDS.
  • the first resistor R1 may be a resistor or a conductive joint member having a first resistance value.
  • the second resistor R2 may be a resistor or a conductive joint member having a second resistance value greater than the first resistance value.
  • the conductive joint member may be a conductive plate or wire 234 . That is, at least one conducting wire 234 having a first resistance value may be connected to the main terminal electrode 102 .
  • At least one conducting wire 234 having a second resistance value exceeding the first resistance value may be connected to at least one sense terminal electrode 103 .
  • the second bonding wire may have a line thickness less than the line thickness of the first bonding wire.
  • the bonding area of the second bonding wire to the sense terminal electrode 103 may be less than the bonding area of the first bonding wire to the main terminal electrode 102 .
  • the semiconductor device 1C has the same effect as the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B described above may include the semiconductor device 1C instead of or in addition to the semiconductor device 1A.
  • the sense terminal electrodes 103 of the source terminal electrodes 60 may be electrically connected to the corresponding first to fourth sense wirings 221A to 221D via the conductors 234.
  • FIG. The semiconductor modules 201A and 201B including the semiconductor device 1C also provide the same effects as those of the semiconductor modules 201A and 201B.
  • the sense terminal electrodes 103 are arranged on the lead electrode portions 34A and 34B, but the arrangement location of the sense terminal electrodes 103 is arbitrary. Therefore, the sense terminal electrode 103 may be arranged on the body electrode portion 33 .
  • This form shows an example in which the sense terminal electrode 103 is applied to the semiconductor device 1A.
  • the sense terminal electrode 103 may be applied to the second embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view showing a semiconductor device 1D according to the fourth embodiment.
  • 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII shown in FIG. 17.
  • FIG. Referring to FIGS. 17 and 18, semiconductor device 1D has a modified form of semiconductor device 1A.
  • Semiconductor device 1D specifically includes a gap 107 formed in source electrode 32 .
  • the gap portion 107 is formed in the body electrode portion 33 of the source electrode 32 .
  • the gap 107 penetrates the source electrode 32 and exposes a portion of the interlayer insulating film 27 in a cross-sectional view.
  • the gap portion 107 extends in a strip shape from a portion of the wall portion of the source electrode 32 facing the gate electrode 30 in the first direction X toward the inner portion of the source electrode 32 .
  • the gap part 107 is formed in a belt shape extending in the first direction X in this embodiment.
  • the gap portion 107 crosses the central portion of the source electrode 32 in the first direction X in plan view.
  • the gap portion 107 has an end portion at a position spaced inward (gate electrode 30 side) from the wall portion of the source electrode 32 on the fourth side surface 5D side in plan view.
  • the gap 107 may divide the source electrode 32 in the second direction Y.
  • the semiconductor device 1D includes a gate intermediate wiring 109 pulled out from the gate electrode 30 into the gap portion 107 .
  • the gate intermediate wiring 109 has a laminated structure including the first gate conductor film 55 and the second gate conductor film 56, like the gate electrode 30 (the plurality of gate wirings 36A and 36B).
  • the gate intermediate wiring 109 is formed spaced apart from the source electrode 32 in a plan view and extends along the gap 107 in a strip shape.
  • the gate intermediate wiring 109 is electrically connected to the plurality of gate structures 15 through the interlayer insulating film 27 in the inner portion of the active surface 8 (first main surface 3).
  • the gate intermediate wiring 109 may be directly connected to the plurality of gate structures 15, or may be electrically connected to the plurality of gate structures 15 via a conductor film.
  • the above-described upper insulating film 38 includes a gap covering portion 110 covering the gap portion 107 in this embodiment.
  • the gap covering portion 110 covers the entire area of the gate intermediate wiring 109 in the gap portion 107 .
  • Gap covering portion 110 may be pulled out from inside gap portion 107 onto source electrode 32 so as to cover the peripheral portion of source electrode 32 .
  • the semiconductor device 1D in this embodiment includes a plurality of source terminal electrodes 60 spaced apart from each other on the source electrode 32 .
  • the plurality of source terminal electrodes 60 are arranged on the source electrode 32 with a gap from the gap 107 in plan view, and are opposed to each other in the second direction Y. As shown in FIG.
  • the plurality of source terminal electrodes 60 are arranged so as to expose the gap covering portion 110 in this embodiment.
  • each of the plurality of source terminal electrodes 60 is formed in a quadrangular shape (specifically, a rectangular shape extending in the first direction X) in plan view.
  • the planar shape of the plurality of source terminal electrodes 60 is arbitrary, and may be formed in a polygonal shape other than a rectangular shape, a circular shape, or an elliptical shape.
  • the plurality of source terminal electrodes 60 may include second projecting portions 63 formed on the gap covering portion 110 of the upper insulating film 38 .
  • the aforementioned sealing insulator 71 covers the gap 107 in the region between the plurality of source terminal electrodes 60 in this embodiment.
  • the sealing insulator 71 covers the gap covering portion 110 of the upper insulating film 38 in the region between the plurality of source terminal electrodes 60 . That is, the sealing insulator 71 covers the gate intermediate wiring 109 with the upper insulating film 38 interposed therebetween.
  • the upper insulating film 38 has the gap covering portion 110 .
  • the presence or absence of the gap covering portion 110 is arbitrary, and the upper insulating film 38 without the gap covering portion 110 may be formed.
  • the plurality of source terminal electrodes 60 are arranged on the source electrode 32 so as to expose the gate intermediate wiring 109 .
  • the encapsulation insulator 71 directly covers the gate intermediate wire 109 and electrically isolates the gate intermediate wire 109 from the source electrode 32 .
  • Sealing insulator 71 directly covers part of interlayer insulating film 27 exposed from the region between source electrode 32 and gate intermediate wiring 109 in gap 107 .
  • the semiconductor device 1D has the same effect as the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B described above may include a semiconductor device 1D instead of or in addition to the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B including the semiconductor device 1D also have the same effects as those of the semiconductor modules 201A and 201B.
  • the gap portion 107, the gate intermediate wiring 109, the gap covering portion 110, etc. are applied to the semiconductor device 1A.
  • the gap portion 107, the gate intermediate wiring 109, the gap covering portion 110, etc. may be applied to the second and third embodiments.
  • FIG. 19 is a plan view showing a semiconductor device 1E according to the fifth embodiment.
  • semiconductor device 1E has the feature (structure having gate intermediate wiring 109) of semiconductor device 1D according to the fourth embodiment, and the feature (sense terminal electrode 103) of semiconductor device 1C according to the third embodiment. It has a form combined with a structure having The semiconductor device 1E having such a form also provides the same effects as those of the semiconductor device 1A.
  • FIG. 20 is a plan view showing a semiconductor device 1F according to the sixth embodiment.
  • semiconductor device 1F has a configuration obtained by modifying semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1 ⁇ /b>F specifically has a gate electrode 30 arranged in a region along an arbitrary corner of the chip 2 .
  • the gate electrode 30 has a first straight line L1 (see two-dot chain line) that crosses the central portion of the first main surface 3 in the first direction X, and a straight line L1 that crosses the central portion of the first main surface 3 in the second direction Y.
  • the crossing second straight line L2 (see the two-dot chain line portion) is set, it is arranged at a position shifted from both the first straight line L1 and the second straight line L2.
  • gate electrode 30 is arranged in a region along a corner connecting second side surface 5B and third side surface 5C in plan view.
  • the plurality of extraction electrode portions 34A and 34B related to the source electrode 32 described above sandwich the gate electrode 30 from both sides in the second direction Y in plan view, as in the first embodiment.
  • the first extraction electrode portion 34A is extracted from the body electrode portion 33 with a first plane area.
  • the second extraction electrode portion 34B is extracted from the body electrode portion 33 with a second plane area smaller than the first plane area.
  • the source electrode 32 may include only the body electrode portion 33 and the first lead electrode portion 34A without the second lead electrode portion 34B.
  • the gate terminal electrode 50 described above is arranged on the gate electrode 30 as in the case of the first embodiment.
  • the gate terminal electrode 50 is arranged in a region along an arbitrary corner of the chip 2 in this embodiment. That is, the gate terminal electrode 50 is arranged at a position shifted from both the first straight line L1 and the second straight line L2 in plan view. In this embodiment, the gate terminal electrode 50 is arranged in a region along the corner connecting the second side surface 5B and the third side surface 5C in plan view.
  • the aforementioned source terminal electrode 60 in this form, has a lead terminal portion 100 that is led out above the first lead electrode portion 34A.
  • the source terminal electrode 60 does not have the extraction terminal portion 100 extracted above the second extraction electrode portion 34B. Therefore, the lead terminal portion 100 faces the gate terminal electrode 50 from one side in the second direction Y.
  • the source terminal electrode 60 has a portion facing the gate terminal electrode 50 from two directions, the first direction X and the second direction Y, by having the lead terminal portion 100 .
  • the semiconductor device 1F has the same effect as the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B described above may include the semiconductor device 1F instead of or in addition to the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B including the semiconductor device 1F also have the same effects as those of the semiconductor modules 201A and 201B.
  • the structure in which the gate electrode 30 and the gate terminal electrode 50 are arranged along the corners of the chip 2 may be applied to the second to fifth embodiments.
  • FIG. 21 is a plan view showing a semiconductor device 1G according to the seventh embodiment.
  • a semiconductor device 1G has a modified form of semiconductor device 1A.
  • the semiconductor device 1G has a gate electrode 30 arranged in the central portion of the first main surface 3 (active surface 8) in plan view.
  • the gate electrode 30 has a first straight line L1 (see two-dot chain line) that crosses the central portion of the first main surface 3 in the first direction X, and a straight line L1 that crosses the central portion of the first main surface 3 in the second direction Y.
  • the crossing second straight line L2 (see two-dot chain line) is set, it is arranged so as to cover the intersection Cr of the first straight line L1 and the second straight line L2.
  • the source electrode 32 described above is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the gate electrode 30 in plan view.
  • the semiconductor device 1G includes a plurality of gaps 107A and 107B formed in the source electrode 32.
  • the plurality of gaps 107A, 107B includes a first gap 107A and a second gap 107B.
  • the first gap portion 107A crosses in the second direction Y a portion extending in the first direction X in the region on one side (first side surface 5A side) of the source electrode 32 .
  • the first gap portion 107A faces the gate electrode 30 in the second direction Y in plan view.
  • the second gap portion 107B crosses in the second direction Y the portion extending in the first direction X in the region on the other side (second side surface 5B side) of the source electrode 32 .
  • the second gap portion 107B faces the gate electrode 30 in the second direction Y in plan view.
  • the second gap 107B faces the first gap 107A across the gate electrode 30 in plan view.
  • the aforementioned first gate wiring 36A is drawn from the gate electrode 30 into the first gap 107A.
  • the first gate line 36A has a portion extending in the second direction Y in a band shape in the first gap portion 107A, and a portion extending in the first direction X along the first side surface 5A (first connection surface 10A). It has a strip-like portion.
  • the aforementioned second gate wiring 36B is led out from the gate electrode 30 into the second gap portion 107B.
  • the second gate wiring 36B has a portion extending in the second direction Y in a strip shape in the second gap 107B and a portion extending in the first direction X along the second side surface 5B (second connection surface 10B). It has a strip-like portion.
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B intersect (specifically, orthogonally) the both ends of the plurality of gate structures 15, as in the first embodiment.
  • the multiple gate wirings 36A and 36B are electrically connected to the multiple gate structures 15 through the interlayer insulating film 27 .
  • the plurality of gate wirings 36A and 36B may be directly connected to the plurality of gate structures 15, or may be electrically connected to the plurality of gate structures 15 via a conductor film.
  • the source wiring 37 described above, in this embodiment, is drawn out from the source electrode 32 at multiple locations and surrounds the gate electrode 30, the source electrode 32, and the gate wirings 36A and 36B.
  • the source wiring 37 may be led out from a single portion of the source electrode 32 as in the first embodiment.
  • the aforementioned upper insulating film 38 includes a plurality of gap covering portions 110A and 110B covering the plurality of gap portions 107A and 107B respectively in this embodiment.
  • the plurality of gap covering portions 110A, 110B includes a first gap covering portion 110A and a second gap covering portion 110B.
  • the first gap covering portion 110A covers the entire first gate wiring 36A within the first gap portion 107A.
  • the second gap covering portion 110B covers the entire area of the second gate wiring 36B within the second gap portion 107B.
  • the plurality of gap covering portions 110A and 110B are pulled out from the plurality of gap portions 107A and 107B onto the source electrode 32 so as to cover the peripheral portion of the source electrode 32 .
  • the gate terminal electrode 50 described above is arranged on the gate electrode 30 as in the case of the first embodiment.
  • the gate terminal electrode 50 is arranged in the central portion of the first main surface 3 (active surface 8) in this embodiment. That is, the gate terminal electrode 50 has a first straight line L1 (see two-dot chain line) crossing the central portion of the first main surface 3 in the first direction X, and a central portion of the first main surface 3 extending in the second direction Y.
  • a second straight line L2 (see the two-dot chain line) is set to cross the two straight lines L1 and L2, it is arranged so as to cover the intersection Cr of the first straight line L1 and the second straight line L2.
  • the semiconductor device 1G in this embodiment includes a plurality of source terminal electrodes 60 spaced apart from each other on the source electrode 32 .
  • the plurality of source terminal electrodes 60 are arranged on the source electrode 32 at intervals from the plurality of gaps 107A and 107B in plan view, and face each other in the first direction X. As shown in FIG.
  • the plurality of source terminal electrodes 60 are arranged in this form so as to expose the plurality of gaps 107A and 107B.
  • each of the plurality of source terminal electrodes 60 is formed in a strip shape extending along the source electrode 32 in plan view (specifically, in a C shape curved along the gate terminal electrode 50).
  • the planar shape of the plurality of source terminal electrodes 60 is arbitrary, and may be rectangular, polygonal other than rectangular, circular, or elliptical.
  • the plurality of source terminal electrodes 60 may include second projecting portions 63 formed on the gap covering portions 110A and 110B of the upper insulating film 38 .
  • the aforementioned sealing insulator 71 covers the plurality of gaps 107A and 107B in the region between the plurality of source terminal electrodes 60 in this embodiment.
  • the encapsulating insulator 71 covers the plurality of gap covering portions 110A, 110B in the regions between the plurality of source terminal electrodes 60 in this embodiment. That is, the sealing insulator 71 covers the plurality of gate wirings 36A and 36B with the plurality of gap covering portions 110A and 110B interposed therebetween.
  • This embodiment shows an example in which the upper insulating film 38 has the gap covering portions 110A and 110B.
  • the presence or absence of the plurality of gap covering portions 110A and 110B is optional, and the upper insulating film 38 may be formed without the plurality of gap covering portions 110A and 110B.
  • the plurality of source terminal electrodes 60 are arranged on the source electrode 32 so as to expose the gate wirings 36A and 36B.
  • the encapsulating insulator 71 directly covers the gate wirings 36A, 36B and electrically insulates the gate wirings 36A, 36B from the source electrode 32 .
  • Sealing insulator 71 directly covers portions of interlayer insulating film 27 exposed from regions between source electrode 32 and gate wirings 36A and 36B within a plurality of gaps 107A and 107B.
  • the semiconductor device 1G has the same effect as the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B described above may include the semiconductor device 1G instead of or in addition to the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B including the semiconductor device 1G also have the same effects as those of the semiconductor modules 201A and 201B.
  • the structure in which the gate electrode 30 and the gate terminal electrode 50 are arranged in the central portion of the chip 2 may be applied to the second to sixth embodiments.
  • FIG. 22 is a plan view showing a semiconductor device 1H according to the eighth embodiment.
  • 23 is a cross-sectional view taken along line XXIII-XXIII shown in FIG. 22.
  • FIG. The semiconductor device 1H includes the chip 2 described above.
  • the chip 2 does not have a mesa portion 11 in this form and includes a flat first principal surface 3 .
  • the semiconductor device 1H includes an SBD (Schottky Barrier Diode) structure 120 as an example of a diode formed on the chip 2 .
  • SBD Schottky Barrier Diode
  • the semiconductor device 1H includes an n-type diode region 121 formed inside the first main surface 3 .
  • the diode region 121 is formed using part of the first semiconductor region 6 in this embodiment.
  • the semiconductor device 1H includes a p-type guard region 122 that partitions the diode region 121 from other regions on the first main surface 3 .
  • the guard region 122 is formed in the surface layer portion of the first semiconductor region 6 with an inward space from the peripheral edge of the first main surface 3 .
  • the guard region 122 is formed in a ring shape (in this form, a square ring shape) surrounding the diode region 121 in plan view.
  • Guard region 122 has an inner edge portion on the diode region 121 side and an outer edge portion on the peripheral edge side of first main surface 3 .
  • the semiconductor device 1H includes the main surface insulating film 25 that selectively covers the first main surface 3 .
  • Main surface insulating film 25 has diode opening 123 exposing the inner edge of diode region 121 and guard region 122 .
  • the main surface insulating film 25 is formed spaced inward from the peripheral edge of the first main surface 3 , exposing the first main surface 3 (first semiconductor region 6 ) from the peripheral edge of the first main surface 3 .
  • the main surface insulating film 25 may cover the peripheral portion of the first main surface 3 . In this case, the peripheral portion of the main surface insulating film 25 may continue to the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the semiconductor device 1H includes a first polarity electrode 124 (main surface electrode) arranged on the first main surface 3 .
  • the first polarity electrode 124 is the "anode electrode” in this form.
  • the first polar electrode 124 is spaced inwardly from the periphery of the first major surface 3 .
  • the first polar electrode 124 is formed in a square shape along the periphery of the first main surface 3 in plan view.
  • the first polar electrode 124 enters the diode opening 123 from above the main surface insulating film 25 and is electrically connected to the first main surface 3 and the inner edge of the guard region 122 .
  • the first polar electrode 124 forms a Schottky junction with the diode region 121 (first semiconductor region 6). Thus, an SBD structure 120 is formed.
  • the plane area of the first polar electrode 124 is preferably 50% or more of the first major surface 3 . It is particularly preferable that the plane area of the first polar electrode 124 is 75% or more of the first major surface 3 .
  • the first polar electrode 124 may have a thickness of 0.5 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the first polar electrode 124 may have a laminated structure including a Ti-based metal film and an Al-based metal film.
  • the Ti-based metal film may have a single layer structure consisting of a Ti film or a TiN film.
  • the Ti-based metal film may have a laminated structure including a Ti film and a TiN film in any order.
  • the Al-based metal film is preferably thicker than the Ti-based metal film.
  • the Al-based metal film may include at least one of a pure Al film (an Al film with a purity of 99% or higher), an AlCu alloy film, an AlSi alloy film, and an AlSiCu alloy film.
  • the semiconductor device 1H includes the aforementioned upper insulating film 38 selectively covering the main surface insulating film 25 and the first polarity electrode 124 .
  • the upper insulating film 38 has a laminated structure including an inorganic insulating film 42 and an organic insulating film 43 laminated in this order from the chip 2 side, as in the case of the first embodiment.
  • the upper insulating film 38 has a contact opening 125 that exposes the inner portion of the first polarity electrode 124 in plan view, and covers the peripheral edge portion of the first polarity electrode 124 over the entire circumference. .
  • the contact opening 125 is formed in a square shape in plan view.
  • the upper insulating film 38 is formed spaced inwardly from the peripheral edge of the first main surface 3 (first to fourth side surfaces 5A to 5D), and forms a dicing street 41 between the peripheral edge of the first main surface 3 and the upper insulating film 38 . are partitioned.
  • the dicing street 41 is formed in a strip shape extending along the periphery of the first main surface 3 in plan view.
  • the dicing street 41 is formed in a ring shape (specifically, a square ring shape) surrounding the inner portion of the first main surface 3 in plan view.
  • the dicing street 41 exposes the first main surface 3 (first semiconductor region 6) in this form.
  • the dicing streets 41 may expose the main surface insulating film 25 .
  • the upper insulating film 38 preferably has a thickness exceeding the thickness of the first polarity electrode 124 .
  • the thickness of the upper insulating film 38 may be less than the thickness of the chip 2 .
  • the semiconductor device 1H includes a terminal electrode 126 arranged on the first polar electrode 124 .
  • the terminal electrode 126 is erected in a columnar shape on a portion of the first polarity electrode 124 exposed from the contact opening 125 .
  • the terminal electrode 126 has an area less than the area of the first polar electrode 124 in plan view, and is spaced apart from the periphery of the first polar electrode 124 and disposed above the inner portion of the first polar electrode 124 . good too.
  • the terminal electrode 126 is formed in a polygonal shape (quadrangular shape in this form) having four sides parallel to the first to fourth side surfaces 5A to 5D in plan view.
  • the terminal electrode 126 has a terminal surface 127 and terminal sidewalls 128 .
  • Terminal surface 127 extends flat along first main surface 3 .
  • the terminal surface 127 may consist of a ground surface with grinding marks.
  • the terminal sidewall 128 is located on the upper insulating film 38 (specifically, the organic insulating film 43) in this embodiment.
  • the terminal electrode 126 includes portions in contact with the inorganic insulating film 42 and the organic insulating film 43 .
  • the terminal side wall 128 extends substantially vertically in the normal direction Z. As shown in FIG. "Substantially vertical" also includes a form extending in the stacking direction while curving (meandering). Terminal sidewall 128 includes a portion facing first polarity electrode 124 with upper insulating film 38 interposed therebetween.
  • the terminal side wall 128 preferably has a smooth surface without grinding marks.
  • the terminal electrode 126 has a projecting portion 129 projecting outward from the lower end portion of the terminal side wall 128 in this embodiment.
  • the projecting portion 129 is formed in a region closer to the upper insulating film 38 (organic insulating film 43 ) than the intermediate portion of the terminal side wall 128 .
  • the protruding portion 129 extends along the outer surface of the upper insulating film 38 and is formed in a tapered shape in which the thickness gradually decreases from the terminal side wall 128 toward the distal end in a cross-sectional view. As a result, the protruding portion 129 has a sharp tip that forms an acute angle.
  • the terminal electrode 126 without the projecting portion 129 may be formed.
  • the terminal electrode 126 preferably has a thickness exceeding the thickness of the first polarity electrode 124 . It is particularly preferable that the thickness of the terminal electrode 126 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 . The thickness of the terminal electrode 126 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment. Of course, the thickness of the terminal electrode 126 may be less than the thickness of the chip 2 .
  • the thickness of the terminal electrode 126 may be 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the thickness of the terminal electrode 126 is preferably 30 ⁇ m or more. It is particularly preferable that the thickness of the terminal electrode 126 is 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the terminal electrode 126 preferably has a planar area of 50% or more of the first main surface 3 . It is particularly preferable that the plane area of the terminal electrode 126 is 75% or more of the first main surface 3 .
  • the terminal electrode 126 has a laminated structure including a first conductor film 133 and a second conductor film 134 laminated in this order from the first polarity electrode 124 side.
  • the first conductor film 133 may contain a Ti-based metal film.
  • the first conductor film 133 may have a single layer structure made of a Ti film or a TiN film.
  • the first conductor film 133 may have a laminated structure including a Ti film and a TiN film laminated in any order.
  • the first conductor film 133 has a thickness less than the thickness of the first polarity electrode 124 .
  • the first conductor film 133 covers the first polarity electrode 124 in the form of a film in the contact opening 125 and is pulled out on the upper insulating film 38 in the form of a film.
  • the first conductor film 133 forms part of the projecting portion 129 .
  • the first conductor film 133 does not necessarily have to be formed, and may be removed.
  • the second conductor film 134 forms the main body of the terminal electrode 126 .
  • the second conductor film 134 may contain a Cu-based metal film.
  • the Cu-based metal film may be a pure Cu film (a Cu film with a purity of 99% or more) or a Cu alloy film.
  • the second conductor film 134 includes a pure Cu plating film in this embodiment.
  • the second conductor film 134 preferably has a thickness exceeding the thickness of the first polar electrode 124 . It is particularly preferable that the thickness of the second conductor film 134 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 . The thickness of the second conductor film 134 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment.
  • the second conductor film 134 covers the first polarity electrode 124 in the contact opening 125 with the first conductor film 133 interposed therebetween, and is pulled out in the form of a film onto the upper insulating film 38 with the first conductor film 133 interposed therebetween. there is
  • the second conductor film 134 forms part of the projecting portion 129 . That is, the projecting portion 129 has a laminated structure including the first conductor film 133 and the second conductor film 134 .
  • the second conductor film 134 has a thickness exceeding the thickness of the first conductor film 133 within the projecting portion 129 .
  • the semiconductor device 1H includes the aforementioned sealing insulator 71 covering the first main surface 3 .
  • the sealing insulator 71 covers the periphery of the terminal electrode 126 so as to partially expose the terminal electrode 126 on the first main surface 3 .
  • the sealing insulator 71 exposes the terminal surface 127 and covers the terminal side walls 128 .
  • the sealing insulator 71 covers the projecting portion 129 and faces the upper insulating film 38 with the projecting portion 129 interposed therebetween. The sealing insulator 71 prevents the terminal electrode 126 from coming off.
  • the sealing insulator 71 has a portion that directly covers the upper insulating film 38 .
  • the sealing insulator 71 covers the first polarity electrode 124 with the upper insulating film 38 interposed therebetween.
  • the encapsulating insulator 71 covers the dicing streets 41 defined by the upper insulating film 38 at the periphery of the first main surface 3 .
  • the encapsulating insulator 71 directly covers the first major surface 3 (first semiconductor region 6 ) at the dicing street 41 in this embodiment.
  • the sealing insulator 71 may directly cover the main surface insulating film 25 at the dicing streets 41 .
  • the sealing insulator 71 preferably has a thickness exceeding the thickness of the first polar electrode 124 . It is particularly preferable that the thickness of the sealing insulator 71 exceeds the thickness of the upper insulating film 38 . The thickness of the encapsulation insulator 71 exceeds the thickness of the chip 2 in this embodiment. Of course, the thickness of the encapsulating insulator 71 may be less than the thickness of the chip 2 . The thickness of the sealing insulator 71 may be 10 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less. The thickness of the sealing insulator 71 is preferably 30 ⁇ m or more. It is particularly preferable that the thickness of the sealing insulator 71 is 80 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the sealing insulator 71 has an insulating main surface 72 and insulating side walls 73 .
  • the insulating main surface 72 extends flat along the first main surface 3 .
  • the insulating main surface 72 forms one flat surface with the terminal surface 127 .
  • the insulating main surface 72 may be a ground surface having grinding marks. In this case, the insulating main surface 72 preferably forms one ground surface with the terminal surface 127 .
  • the insulating side wall 73 extends from the peripheral edge of the insulating main surface 72 toward the chip 2 and continues to the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the insulating side wall 73 is formed substantially perpendicular to the insulating main surface 72 .
  • the angle formed between insulating side wall 73 and insulating main surface 72 may be 88° or more and 92° or less.
  • the insulating side wall 73 may consist of a ground surface with grinding marks.
  • the insulating sidewall 73 may form one grinding surface with the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the semiconductor device 1H includes a second polarity electrode 136 (second main surface electrode) that covers the second main surface 4 .
  • the second polar electrode 136 is the "cathode electrode” in this form.
  • the second polar electrode 136 is electrically connected to the second major surface 4 .
  • the second polar electrode 136 forms an ohmic contact with the second semiconductor region 7 exposed from the second major surface 4 .
  • the second polar electrode 136 may cover the entire second main surface 4 so as to be connected to the periphery of the chip 2 (first to fourth side surfaces 5A to 5D).
  • the second polar electrode 136 may cover the second main surface 4 with a space inward from the periphery of the chip 2 .
  • the second polarity electrode 136 is configured such that a voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between the terminal electrode 126 and the terminal electrode 126 . That is, the chip 2 is formed so that a voltage of 500 V or more and 3000 V or less is applied between the first principal surface 3 and the second principal surface 4 .
  • the semiconductor device 1H includes the chip 2, the first polarity electrode 124 (main surface electrode), the terminal electrode 126, and the sealing insulator 71.
  • Chip 2 has a first main surface 3 .
  • the first polar electrode 124 is arranged on the first major surface 3 .
  • a terminal electrode 126 is disposed on the first polarity electrode 124 .
  • the sealing insulator 71 covers the periphery of the terminal electrode 126 on the first main surface 3 so as to partially expose the terminal electrode 126 .
  • the sealing insulator 71 can protect the object to be sealed from external force and moisture.
  • the object to be sealed can be protected from damage caused by external force and deterioration caused by moisture. This can suppress shape defects and variations in electrical characteristics. Therefore, it is possible to provide a semiconductor device 1H with improved reliability.
  • the semiconductor modules 201A and 201B described above may include the semiconductor device 1H instead of or in addition to the semiconductor device 1A.
  • the semiconductor modules 201A and 201B including the semiconductor device 1H also provide the same effects as those of the semiconductor modules 201A and 201B.
  • the mode in which the semiconductor modules 201A and 201B include the semiconductor device 1H in place of the semiconductor device 1A is obtained by replacing "drain” with “cathode” and “source” with “anode” in the description of the semiconductor modules 201A and 201B. obtained by In this case, the first and second terminals 225A-225B are cathode terminals, and the third and fourth terminals 225C-225D are anode terminals.
  • the first to fourth gate terminals 227A to 227D and the first to fourth sense terminals 228A to 228D are not used.
  • the semiconductor device 1H is arranged on the cathode wiring with the second polarity electrode 136 facing the corresponding cathode wiring.
  • the terminal electrode 126 of the semiconductor device 1H is electrically connected to the corresponding anode wiring through the conducting wire 234 .
  • the semiconductor modules 201A and 201B include the semiconductor device 1H in addition to the semiconductor device 1A, at least one semiconductor device 1H may be connected in parallel to each semiconductor device 1A as a freewheeling diode.
  • the semiconductor device 1H is arranged on the first to fourth drain wirings 218A to 218D with the second polarity electrode 136 facing the corresponding first to fourth drain wirings 218A to 218D.
  • a terminal electrode 126 of each semiconductor device 1H is electrically connected to corresponding first and second source wirings 219A and 219B via conducting wires 234. As shown in FIG.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a modification of the chip 2 applied to each embodiment.
  • FIG. 24 shows, as an example, a mode in which a chip 2 according to a modification is applied to a semiconductor device 1A.
  • the chip 2 according to the modification may be applied to the second to eighth embodiments.
  • semiconductor device 1A may include only first semiconductor region 6 without second semiconductor region 7 inside chip 2 .
  • the first semiconductor region 6 is exposed from the first main surface 3, the second main surface 4 and the first to fourth side surfaces 5A to 5D of the chip 2.
  • FIG. the chip 2 in this form does not have a semiconductor substrate and has a single-layer structure consisting of an epitaxial layer.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing a modification of the sealing insulator 71 applied to each embodiment.
  • FIG. 25 shows, as an example, a mode in which a sealing insulator 71 according to a modification is applied to a semiconductor device 1A.
  • the sealing insulator 71 according to the modification may be applied to the second to tenth embodiments.
  • semiconductor device 1A may include a sealing insulator 71 covering the entire upper insulating film 38 .
  • the gate terminal electrode 50 not in contact with the upper insulating film 38 and the source terminal electrode 60 not in contact with the upper insulating film 38 are formed.
  • encapsulating insulator 71 may have portions that directly cover gate electrode 30 and source electrode 32 .
  • the terminal electrode 126 that does not contact the upper insulating film 38 is formed.
  • the encapsulating insulator 71 may have a portion that directly covers the first polarity electrode 124 .
  • the semiconductor modules 201A and 201B may have any configuration as long as the gel filler 235 is in contact with the sealing insulator 71 of the semiconductor devices 1A to 1H in the housing space 206 of the housing 202.
  • FIG. - is not limited to the form shown in FIG. The shape, layout, number, etc. of various members constituting the semiconductor modules 201A and 201B may be changed as necessary.
  • the semiconductor modules 201A and 201B described above may simultaneously include at least two of the semiconductor devices 1A to 1H according to the first to eighth embodiments described above. Also, the features disclosed in the first to eighth embodiments described above can be appropriately combined among them. That is, a form including at least two of the features disclosed in the above-described first to eighth embodiments at the same time may be adopted.
  • the chip 2 having the mesa portion 11 was shown. However, a chip 2 that does not have the mesa portion 11 and has the flatly extending first main surface 3 may be employed. In this case the sidewall structure 26 is removed.
  • the form having the source wiring 37 was shown. However, a form without the source wiring 37 may be employed.
  • the trench gate type gate structure 15 controlling the channel inside the chip 2 was shown. However, a planar gate type gate structure 15 that controls the channel from above the first main surface 3 may be employed.
  • the MISFET structure 12 and the SBD structure 120 were formed on different chips 2 .
  • the MISFET structure 12 and the SBD structure 120 may be formed in different regions of the first main surface 3 in the same chip 2 .
  • SBD structure 120 may be formed as a freewheeling diode of MISFET structure 12 .
  • the "first conductivity type” is “n-type” and the “second conductivity type” is “p-type”.
  • a form in which the "first conductivity type” is the “p-type” and the “second conductivity type” is the “n-type” may be adopted.
  • a specific configuration in this case can be obtained by replacing “n-type” with “p-type” and "p-type” with “n-type” in the above description and accompanying drawings.
  • the "n-type” second semiconductor region 7 was shown.
  • the second semiconductor region 7 may be "p-type".
  • an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) structure is formed instead of the MISFET structure 12.
  • the "source” of the MISFET structure 12 is replaced with the “emitter” of the IGBT structure and the "drain” of the MISFET structure 12 is replaced with the "collector" of the IGBT structure in the preceding description.
  • the "p-type" second semiconductor region 7 is formed on the surface layer of the second main surface 4 of the chip 2 (epitaxial layer) by ion implantation. It may have p-type impurities introduced.
  • the first direction X and the second direction Y are defined by the extending directions of the first to fourth side surfaces 5A to 5D.
  • the first direction X and the second direction Y may be arbitrary directions as long as they maintain a relationship of crossing each other (specifically, orthogonally).
  • the first direction X may be a direction intersecting the first to fourth side surfaces 5A-5D
  • the second direction Y may be a direction intersecting the first to fourth side surfaces 5A-5D.
  • semiconductor module in the following items may be replaced with “wide bandgap semiconductor module” or “SiC semiconductor module” as necessary.
  • semiconductor device in the following items may be replaced with "wide bandgap semiconductor device”, “SiC semiconductor device”, “semiconductor switching device”, or “semiconductor rectifier” as necessary.
  • a semiconductor device (1A to 1H) including a sealing insulator (71) covering the periphery of the terminal electrodes (50, 60, 126) on the main surface (3) and arranged in the accommodation space (206) ) and an insulating gel that fills the accommodation space (206) so as to be in contact with the sealing insulator (71) and seals the semiconductor device (1A to 1H) in the accommodation space (206).
  • a semiconductor module (201A, 201B) comprising: a filler (235);
  • the gel filler (235) is in contact with the terminal electrodes (50, 60, 126) and the sealing insulator (71), and is in contact with the main surface electrodes (30, 32, 124).
  • the semiconductor module (201A, 201B) according to any one of A1 to A5, which is not provided.
  • the terminal electrodes (50, 60, 126) are arranged on the main surface electrodes (30, 32, 124) at intervals from the periphery of the main surface electrodes (30, 32, 124),
  • the sealing insulator (71) covers the periphery of the main surface electrodes (30, 32, 124) and the terminal electrodes (50, 60, 126) in any one of A1 to A6.
  • the terminal electrodes (50, 60, 126) have terminal surfaces (51, 61, 127) and terminal side walls (52, 62, 128), and the sealing insulator (71)
  • the terminal sidewalls (52, 62, 128) are coated so as to expose the surfaces (51, 61, 127), and the gel-like filler (235) directly coats the terminal surfaces (51, 61, 127).
  • the semiconductor module (201A, 201B) according to any one of A1 to A7, having a portion that
  • the sealing insulator (71) has an insulating main surface (72) forming one flat surface with the terminal surfaces (51, 61, 127), and the gel-like filler (235)
  • the chip (2) has side surfaces (5A to 5D), and the gel-like filler (235) has a portion that directly covers the side surfaces (5A to 5D).
  • a semiconductor module (201A, 201B) according to any one of A9.
  • the sealing insulator (71) has an insulating sidewall (73) forming one flat surface with the side surfaces (5A to 5D), and the gel-like filler (235) A semiconductor module (201A, 201B) according to A10, having a portion directly covering (73).
  • the semiconductor device (1A to 1H) includes an insulating film (38) partially covering the main surface electrodes (30, 32, 124), and the sealing insulator (71) A semiconductor module (201A, 201B) according to any one of A1 to A11, having a portion covering the membrane (38).
  • the semiconductor module (201A, 201B) according to any one of A12 to A14, wherein the insulating film (38) includes one or both of an inorganic insulating film (42) and an organic insulating film (43) ).
  • the chip (2) has a laminated structure including a substrate (7) and an epitaxial layer (6), and includes the main surface (3) formed by the epitaxial layer (6), A1 to A15 A semiconductor module (201A, 201B) according to any one of
  • the gel further includes a wiring (207) arranged in the housing space (206), and a conducting wire (234) connected to the wiring (207) and the semiconductor devices (1A to 1H).
  • the semiconductor module (201A , 201B).
  • a chip (2) having a principal surface (3), principal surface electrodes (30, 32, 124) disposed on the principal surface (3), and the principal surface electrodes (30, 32, 124) ), and the terminal electrode (50 an encapsulant insulator (71) covering the periphery of the semiconductor device (1A-1H).
  • the chip (2) has side surfaces (5A-5D), and the encapsulating insulator (71) has an insulating side wall (73) forming one flat surface with the side surfaces (5A-5D).
  • the side surfaces (5A to 5D) of the chip (2) are ground surfaces having grinding marks, and the insulating side walls (73) of the sealing insulator (71) are ground surfaces having grinding marks.
  • the terminal electrodes (50, 60, 126) have terminal surfaces (51, 61, 127) and terminal sidewalls (52, 62, 128), and the sealing insulator (71)
  • the semiconductor device (1A-1H) according to any one of B1-B7, exposing a surface (51, 61, 127) and covering said terminal sidewalls (52, 62, 128).

Abstract

半導体モジュールは、収容空間を有する筐体と、主面を有するチップ、前記主面の上に配置された主面電極、前記主面電極の上に配置された端子電極、および、前記端子電極の一部を露出させるように前記主面の上で前記端子電極の周囲を被覆する封止絶縁体を含み、前記収容空間内に配置された半導体装置と、前記封止絶縁体に接触するように前記収容空間に充填され、前記収容空間内で前記半導体装置を封止する絶縁性のゲル状充填剤と、を含む。

Description

半導体モジュール
 この出願は、2021年11月5日に日本国特許庁に提出された特願2021-181324号に基づく優先権を主張しており、この出願の全開示はここに引用により組み込まれる。本開示は、半導体モジュールに関する。
 特許文献1は、半導体基板、電極および保護層を含む半導体装置を開示している。電極は、半導体基板の上に配置されている。保護層は、無機保護層および有機保護層を含む積層構造を有し、電極を被覆している。
米国特許出願公開第2019/0080976号明細書
 一実施形態は、信頼性を向上できる半導体モジュールを提供する。
 一実施形態は、収容空間を有する筐体と、主面を有するチップ、前記主面の上に配置された主面電極、前記主面電極の上に配置された端子電極、および、前記端子電極の一部を露出させるように前記主面の上で前記端子電極の周囲を被覆する封止絶縁体を含み、前記収容空間内に配置された半導体装置と、前記封止絶縁体に接触するように前記収容空間に充填され、前記収容空間内で前記半導体装置を封止する絶縁性のゲル状充填剤と、を含む、半導体モジュールを提供する。
 上述のまたはさらに他の目的、特徴および効果は、添付図面の参照によって説明される実施形態により明らかにされる。
図1は、第1実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。 図3は、チップの内方部の要部を示す拡大平面図である。 図4は、図3に示すIV-IV線に沿う断面図である。 図5は、チップの周縁部の要部を示す拡大断面図である。 図6は、ゲート電極およびソース電極のレイアウト例を示す平面図である。 図7は、アッパー絶縁膜のレイアウト例を示す平面図である。 図8は、図1に示す半導体装置が搭載された第1形態例に係る半導体モジュールを示す平面図である。 図9は、図8に示す半導体モジュールを示す断面図である。 図10は、図8に示す半導体モジュールを示す回路図である。 図11は、図1に示す半導体装置が搭載された第2形態例に係る半導体モジュールを示す平面図である。 図12は、図11に示す半導体モジュールを示す回路図である。 図13は、第2実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図14は、第3実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図15は、図15に示すXV-XV線に沿う断面図である。 図16は、図15に示す半導体装置の電気的構成を示す回路図である。 図17は、第4実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図18は、図17に示すXVIII-XVIII線に沿う断面図である。 図19は、第5実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図20は、第6実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図21は、第7実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図22は、第8実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図23は、図22に示すXXIII-XXIII線に沿う断面図である。 図24は、各実施形態に適用されるチップの変形例を示す断面図である。 図25は、各実施形態に適用される封止絶縁体の変形例を示す断面図である。
 以下、添付図面を参照して、実施形態が詳細に説明される。添付図面は、模式図であり、厳密に図示されたものではなく、縮尺等は必ずしも一致しない。また、添付図面の間で対応する構造には同一の参照符号が付され、重複する説明は省略または簡略化される。説明が省略または簡略化された構造については、省略または簡略化される前になされた説明が適用される。
 図1は、第1実施形態に係る半導体装置1Aを示す平面図である。図2は、図1に示すII-II線に沿う断面図である。図3は、チップ2の内方部の要部を示す拡大平面図である。図4は、図3に示すIV-IV線に沿う断面図である。図5は、チップ2の周縁部の要部を示す拡大断面図である。図6は、ゲート電極30およびソース電極32のレイアウト例を示す平面図である。図7は、アッパー絶縁膜38のレイアウト例を示す平面図である。
 図1~図7を参照して、半導体装置1Aは、この形態(this embodiment)では、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含み、六面体形状(具体的には直方体形状)に形成されたチップ2を含む。つまり、半導体装置1Aは、「ワイドバンドギャップ半導体装置」である。チップ2は、「半導体チップ」または「ワイドバンドギャップ半導体チップ」と称されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、Si(シリコン)のバンドギャップを超えるバンドギャップを有する半導体である。GaN(窒化ガリウム)、SiC(炭化シリコン)およびC(ダイアモンド)が、ワイドバンドギャップ半導体として例示される。
 チップ2は、この形態では、ワイドバンドギャップ半導体の一例として六方晶のSiC単結晶を含む「SiCチップ」である。つまり、半導体装置1Aは、「SiC半導体装置」である。六方晶のSiC単結晶は、2H(Hexagonal)-SiC単結晶、4H-SiC単結晶、6H-SiC単結晶等を含む複数種のポリタイプを有している。この形態では、チップ2が4H-SiC単結晶を含む例が示されるが、他のポリタイプの選択を除外するものではない。
 チップ2は、一方側の第1主面3、他方側の第2主面4、ならびに、第1主面3および第2主面4を接続する第1~第4側面5A~5Dを有している。第1主面3および第2主面4は、それらの法線方向Zから見た平面視(以下、単に「平面視」という。)において四角形状に形成されている。法線方向Zは、チップ2の厚さ方向でもある。第1主面3および第2主面4は、SiC単結晶のc面によって形成されていることが好ましい。
 この場合、第1主面3はSiC単結晶のシリコン面によって形成され、第2主面4はSiC単結晶のカーボン面によって形成されていることが好ましい。第1主面3および第2主面4は、c面に対して所定のオフ方向に所定の角度で傾斜したオフ角を有していてもよい。オフ方向は、SiC単結晶のa軸方向([11-20]方向)であることが好ましい。オフ角は、0°を超えて10°以下であってもよい。オフ角は、5°以下であることが好ましい。第2主面4は、研削痕を有する研削面からなっていてもよいし、研削痕を有さない平滑面からなっていてもよい。
 第1側面5Aおよび第2側面5Bは、第1主面3に沿う第1方向Xに延び、第1方向Xに交差(具体的には直交)する第2方向Yに対向している。第3側面5Cおよび第4側面5Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。第1方向XがSiC単結晶のm軸方向([1-100]方向)であり、第2方向YがSiC単結晶のa軸方向であってもよい。むろん、第1方向XがSiC単結晶のa軸方向であり、第2方向YがSiC単結晶のm軸方向であってもよい。第1~第4側面5A~5Dは、研削痕を有する研削面からなっていてもよいし、研削痕を有さない平滑面からなっていてもよい。
 チップ2は、法線方向Zに関して、5μm以上250μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2の厚さは、100μm以下であってもよい。チップ2の厚さは、50μm以下であることが好ましい。チップ2の厚さは、40μm以下であることが特に好ましい。第1~第4側面5A~5Dは、平面視において0.5mm以上10mm以下の長さを有していてもよい。
 第1~第4側面5A~5Dの長さは、1mm以上であることが好ましい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、2mm以上であることが特に好ましい。つまり、チップ2は、1mm角以上(好ましくは2mm角以上)の平面積を有し、断面視において100μm以下(好ましくは50μm以下)の厚さを有していることが好ましい。第1~第4側面5A~5Dの長さは、この形態では、4mm以上6mm以下の範囲に設定されている。
 半導体装置1Aは、チップ2内において第1主面3側の領域(表層部)に形成されたn型(第1導電型)の第1半導体領域6を含む。第1半導体領域6は、第1主面3に沿って延びる層状に形成され、第1主面3および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第1半導体領域6は、この形態では、エピタキシャル層(具体的にはSiCエピタキシャル層)からなる。第1半導体領域6は、法線方向Zに関して、1μm以上50μm以下の厚さを有していてもよい。第1半導体領域6の厚さは、3μm以上30μm以下であることが好ましい。第1半導体領域6の厚さは、5μm以上25μm以下であることが特に好ましい。
 半導体装置1Aは、チップ2内において第2主面4側の領域(表層部)に形成されたn型の第2半導体領域7を含む。第2半導体領域7は、第2主面4に沿って延びる層状に形成され、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。第2半導体領域7は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有し、第1半導体領域6に電気的に接続されている。第2半導体領域7は、この形態では、半導体基板(具体的にはSiC半導体基板)からなる。つまり、チップ2は、半導体基板およびエピタキシャル層を含む積層構造を有している。
 第2半導体領域7は、法線方向Zに関して、1μm以上200μm以下の厚さを有していてもよい。第2半導体領域7の厚さは、5μm以上50μm以下であることが好ましい。第2半導体領域7の厚さは、5μm以上20μm以下であることが特に好ましい。第1半導体領域6に生じる誤差を考慮すると、第2半導体領域7の厚さは、10μm以上であることが好ましい。第2半導体領域7の厚さは、第1半導体領域6の厚さ未満であることが最も好ましい。比較的小さい厚さを有する第2半導体領域7によれば、第2半導体領域7に起因する抵抗値(たとえばオン抵抗)を削減できる。むろん、第2半導体領域7の厚さは、第1半導体領域6の厚さを超えていてもよい。
 半導体装置1Aは、第1主面3に形成された活性面8(active surface)、外側面9(outer surface)および第1~第4接続面10A~10D(connecting surface)を含む。活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dは、第1主面3においてメサ部11(台地)を区画している。活性面8が「第1面部」と称され、外側面9が「第2面部」と称され、第1~第4接続面10A~10Dが「接続面部」と称されてもよい。活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10D(つまりメサ部11)は、チップ2(第1主面3)の構成要素と見なされてもよい。
 活性面8は、第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成されている。活性面8は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有している。活性面8は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する四角形状に形成されている。
 外側面9は、活性面8外に位置し、活性面8からチップ2の厚さ方向(第2主面4側)に窪んでいる。外側面9は、具体的には、第1半導体領域6を露出させるように第1半導体領域6の厚さ未満の深さで窪んでいる。外側面9は、平面視において活性面8に沿って帯状に延び、活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。外側面9は、第1方向Xおよび第2方向Yに延びる平坦面を有し、活性面8に対してほぼ平行に形成されている。外側面9は、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。
 第1~第4接続面10A~10Dは、法線方向Zに延び、活性面8および外側面9を接続している。第1接続面10Aは第1側面5A側に位置し、第2接続面10Bは第2側面5B側に位置し、第3接続面10Cは第3側面5C側に位置し、第4接続面10Dは第4側面5D側に位置している。第1接続面10Aおよび第2接続面10Bは、第1方向Xに延び、第2方向Yに対向している。第3接続面10Cおよび第4接続面10Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。
 第1~第4接続面10A~10Dは、四角柱状のメサ部11が区画されるように活性面8および外側面9の間をほぼ垂直に延びていてもよい。第1~第4接続面10A~10Dは、四角錘台状のメサ部11が区画されるように活性面8から外側面9に向かって斜め下り傾斜していてもよい。このように、半導体装置1Aは、第1主面3において第1半導体領域6に形成されたメサ部11を含む。メサ部11は、第1半導体領域6のみに形成され、第2半導体領域7には形成されていない。
 半導体装置1Aは、活性面8(第1主面3)に形成されたMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)構造12を含む。図2では、MISFET構造12が破線によって簡略化して示されている。以下、図3および図4を参照して、MISFET構造12の具体的な構造が説明される。
 MISFET構造12は、活性面8の表層部に形成されたp型(第2導電型)のボディ領域13を含む。ボディ領域13は、第1半導体領域6の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。ボディ領域13は、活性面8に沿って延びる層状に形成されている。ボディ領域13は、第1~第4接続面10A~10Dの一部から露出していてもよい。
 MISFET構造12は、ボディ領域13の表層部に形成されたn型のソース領域14を含む。ソース領域14は、第1半導体領域6よりも高いn型不純物濃度を有している。ソース領域14は、ボディ領域13の底部から活性面8側に間隔を空けて形成されている。ソース領域14は、活性面8に沿って延びる層状に形成されている。ソース領域14は、活性面8の全域から露出していてもよい。ソース領域14は、第1~第4接続面10A~10Dの一部から露出していてもよい。ソース領域14は、第1半導体領域6との間でボディ領域13内にチャネルを形成する。
 MISFET構造12は、活性面8に形成された複数のゲート構造15を含む。複数のゲート構造15は、平面視において第1方向Xに間隔を空けて配列され、第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数のゲート構造15は、ボディ領域13およびソース領域14を貫通して第1半導体領域6に至っている。複数のゲート構造15は、ボディ領域13内におけるチャネルの反転および非反転を制御する。
 各ゲート構造15は、この形態では、ゲートトレンチ15a、ゲート絶縁膜15bおよびゲート埋設電極15cを含む。ゲートトレンチ15aは、活性面8に形成され、ゲート構造15の壁面を区画している。ゲート絶縁膜15bは、ゲートトレンチ15aの壁面を被覆している。ゲート埋設電極15cは、ゲート絶縁膜15bを挟んでゲートトレンチ15aに埋設され、ゲート絶縁膜15bを挟んでチャネルに対向している。
 MISFET構造12は、活性面8に形成された複数のソース構造16を含む。複数のソース構造16は、活性面8において隣り合う一対のゲート構造15の間の領域にそれぞれ配置されている。複数のソース構造16は、平面視において第2方向Yに延びる帯状にそれぞれ形成されている。複数のソース構造16は、ボディ領域13およびソース領域14を貫通して第1半導体領域6に至っている。複数のソース構造16は、ゲート構造15の深さを超える深さを有している。複数のソース構造16は、具体的には、外側面9の深さとほぼ等しい深さを有している。
 各ソース構造16は、ソーストレンチ16a、ソース絶縁膜16bおよびソース埋設電極16cを含む。ソーストレンチ16aは、活性面8に形成され、ソース構造16の壁面を区画している。ソース絶縁膜16bは、ソーストレンチ16aの壁面を被覆している。ソース埋設電極16cは、ソース絶縁膜16bを挟んでソーストレンチ16aに埋設されている。
 MISFET構造12は、チップ2内において複数のソース構造16に沿う領域にそれぞれ形成された複数のp型のコンタクト領域17を含む。複数のコンタクト領域17は、ボディ領域13よりも高いp型不純物濃度を有している。各コンタクト領域17は、各ソース構造16の側壁および底壁を被覆し、ボディ領域13に電気的に接続されている。
 MISFET構造12は、チップ2内において複数のソース構造16に沿う領域にそれぞれ形成された複数のp型のウェル領域18を含む。各ウェル領域18は、ボディ領域13よりも高く、コンタクト領域17よりも低いp型不純物濃度を有していてもよい。各ウェル領域18は、対応するコンタクト領域17を挟んで対応するソース構造16を被覆している。各ウェル領域18は、対応するソース構造16の側壁および底壁を被覆し、ボディ領域13およびコンタクト領域17に電気的に接続されている。
 図5を参照して、半導体装置1Aは、外側面9の表層部に形成されたp型のアウターコンタクト領域19を含む。アウターコンタクト領域19は、ボディ領域13のp型不純物濃度を超えるp型不純物濃度を有している。アウターコンタクト領域19は、平面視において活性面8の周縁および外側面9の周縁から間隔を空けて形成され、活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。
 アウターコンタクト領域19は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。アウターコンタクト領域19は、第1半導体領域6の底部から外側面9に間隔を空けて形成されている。アウターコンタクト領域19は、複数のゲート構造15(ソース構造16)の底壁に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。
 半導体装置1Aは、外側面9の表層部に形成されたp型のアウターウェル領域20を含む。アウターウェル領域20は、アウターコンタクト領域19のp型不純物濃度未満のp型不純物濃度を有している。アウターウェル領域20のp型不純物濃度は、ウェル領域18のp型不純物濃度とほぼ等しいことが好ましい。アウターウェル領域20は、平面視において活性面8の周縁およびアウターコンタクト領域19の間の領域に形成され、活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。
 アウターウェル領域20は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。アウターウェル領域20は、第1半導体領域6の底部から外側面9に間隔を空けて形成されている。アウターウェル領域20は、アウターコンタクト領域19よりも深く形成されていてもよい。アウターウェル領域20は、複数のゲート構造15(ソース構造16)の底壁に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。
 アウターウェル領域20は、アウターコンタクト領域19に電気的に接続されている。アウターウェル領域20は、この形態では、アウターコンタクト領域19側から第1~第4接続面10A~10Dに向けて延び、第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。アウターウェル領域20は、活性面8の表層部においてボディ領域13に電気的に接続されている。
 半導体装置1Aは、外側面9の表層部において外側面9の周縁およびアウターコンタクト領域19の間の領域に形成された少なくとも1つ(好ましくは2個以上20個以下)のp型のフィールド領域21を含む。半導体装置1Aは、この形態では、5個のフィールド領域21を含む。複数のフィールド領域21は、外側面9においてチップ2内の電界を緩和する。フィールド領域21の個数、幅、深さ、p型不純物濃度等は任意であり、緩和すべき電界に応じて種々の値を取り得る。
 複数のフィールド領域21は、アウターコンタクト領域19側から外側面9の周縁側に間隔を空けて配列されている。複数のフィールド領域21は、平面視において活性面8に沿って延びる帯状に形成されている。複数のフィールド領域21は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。これにより、複数のフィールド領域21は、FLR(Field Limiting Ring)領域としてそれぞれ形成されている。
 複数のフィールド領域21は、第1半導体領域6の底部から外側面9に間隔を空けて形成されている。複数のフィールド領域21は、複数のゲート構造15(ソース構造16)の底壁に対して第1半導体領域6の底部側に位置している。複数のフィールド領域21は、アウターコンタクト領域19よりも深く形成されていてもよい。最内のフィールド領域21は、アウターコンタクト領域19に接続されていてもよい。
 半導体装置1Aは、第1主面3を被覆する主面絶縁膜25を含む。主面絶縁膜25は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。主面絶縁膜25は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。主面絶縁膜25は、チップ2の酸化物からなる酸化シリコン膜を含むことが特に好ましい。
 主面絶縁膜25は、活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。主面絶縁膜25は、ゲート絶縁膜15bおよびソース絶縁膜16bに連なり、ゲート埋設電極15cおよびソース埋設電極16cを露出させるように活性面8を被覆している。主面絶縁膜25は、アウターコンタクト領域19、アウターウェル領域20および複数のフィールド領域21を被覆するように外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。
 主面絶縁膜25は、第1~第4側面5A~5Dに連なっていてもよい。この場合、主面絶縁膜25の外壁は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。主面絶縁膜25の外壁は、第1~第4側面5A~5Dと1つの研削面を形成していてもよい。むろん、主面絶縁膜25の外壁は、外側面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。
 半導体装置1Aは、外側面9において第1~第4接続面10A~10Dのうちの少なくとも1つを被覆するように主面絶縁膜25の上に形成されたサイドウォール構造26を含む。サイドウォール構造26は、この形態では、平面視において活性面8を取り囲む環状(四角環状)に形成されている。サイドウォール構造26は、活性面8の上に乗り上げた部分を有していてもよい。サイドウォール構造26は、無機絶縁体またはポリシリコンを含んでいてもよい。サイドウォール構造26は、ソース構造16に電気的に接続されたサイドウォール配線であってもよい。
 半導体装置1Aは、主面絶縁膜25の上に形成された層間絶縁膜27を含む。層間絶縁膜27は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。層間絶縁膜27は、この形態では、酸化シリコン膜からなる単層構造を有している。
 層間絶縁膜27は、主面絶縁膜25を挟んで活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。層間絶縁膜27は、具体的には、サイドウォール構造26を介して活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。層間絶縁膜27は、活性面8側においてMISFET構造12を被覆し、外側面9側においてアウターコンタクト領域19、アウターウェル領域20および複数のフィールド領域21を被覆している。
 層間絶縁膜27は、この形態では、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。層間絶縁膜27の外壁は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。層間絶縁膜27の外壁は、第1~第4側面5A~5Dと1つの研削面を形成していてもよい。むろん、層間絶縁膜27の外壁は、外側面9の周縁から内方に間隔を空けて形成され、外側面9の周縁部から第1半導体領域6を露出させていてもよい。
 半導体装置1Aは、第1主面3(層間絶縁膜27)の上に配置されたゲート電極30を含む。ゲート電極30は、「ゲート主面電極」と称されてもよい。ゲート電極30は、第1主面3の周縁から間隔を空けて第1主面3の内方部に配置されている。ゲート電極30は、この形態では、活性面8の上に配置されている。ゲート電極30は、具体的には、活性面8の周縁部において第3接続面10C(第3側面5C)の中央部に近接する領域に配置されている。ゲート電極30は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。むろん、ゲート電極30は、平面視において四角形状以外の多角形状、円形状または楕円形状に形成されていてもよい。
 ゲート電極30は、第1主面3の25%以下の平面積を有していることが好ましい。ゲート電極30の平面積は、第1主面3の10%以下であってもよい。ゲート電極30は、0.5μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。ゲート電極30は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。
 ゲート電極30は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。ゲート電極30は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30から間隔を空けて第1主面3(層間絶縁膜27)の上に配置されたソース電極32を含む。ソース電極32は、「ソース主面電極」と称されてもよい。ソース電極32は、第1主面3の周縁から間隔を空けて第1主面3の内方部に配置されている。ソース電極32は、この形態では、活性面8の上に配置されている。ソース電極32は、この形態では、本体電極部33、および、少なくとも1つ(この形態では複数)の引き出し電極部34A、34Bを有している。
 本体電極部33は、平面視においてゲート電極30から間隔を空けて第4側面5D(第4接続面10D)側の領域に配置され、第1方向Xにゲート電極30に対向している。本体電極部33は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する多角形状(具体的には四角形状)に形成されている。
 複数の引き出し電極部34A、34Bは、一方側(第1側面5A側)の第1引き出し電極部34A、および、他方側(第2側面5B側)の第2引き出し電極部34Bを含む。第1引き出し電極部34Aは、平面視において本体電極部33からゲート電極30に対して第2方向Yの一方側(第1側面5A側)に位置する領域に引き出され、第2方向Yにゲート電極30に対向している。
 第2引き出し電極部34Bは、平面視において本体電極部33からゲート電極30に対して第2方向Yの他方側(第2側面5B側)に位置する領域に引き出され、第2方向Yにゲート電極30に対向している。つまり、複数の引き出し電極部34A、34Bは、平面視において第2方向Yの両サイドからゲート電極30を挟み込んでいる。
 ソース電極32(本体電極部33および引き出し電極部34A、34B)は、層間絶縁膜27および主面絶縁膜25を貫通し、複数のソース構造16、ソース領域14および複数のウェル領域18に電気的に接続されている。むろん、ソース電極32は、引き出し電極部34A、34Bを有さず、本体電極部33のみからなっていてもよい。
 ソース電極32は、ゲート電極30の平面積を超える平面積を有している。ソース電極32の平面積は、第1主面3の50%以上であることが好ましい。ソース電極32の平面積は、第1主面3の75%以上であることが特に好ましい。ソース電極32は、0.5μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。ソース電極32は、Ti膜、TiN膜、W膜、Al膜、Cu膜、Al合金膜、Cu合金膜および導電性ポリシリコン膜のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。
 ソース電極32は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。ソース電極32は、この形態では、チップ2側からこの順に積層されたTi膜およびAl合金膜(この形態ではAlSiCu合金膜)を含む積層構造を有している。ソース電極32は、ゲート電極30と同一の導電材料を含むことが好ましい。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30から第1主面3(層間絶縁膜27)の上に引き出された少なくとも1つ(この形態では複数)のゲート配線36A、36Bを含む。複数のゲート配線36A、36Bは、ゲート電極30と同一の導電材料を含むことが好ましい。複数のゲート配線36A、36Bは、この形態では、活性面8を被覆し、外側面9を被覆していない。複数のゲート配線36A、36Bは、平面視において活性面8の周縁およびソース電極32の間の領域に引き出され、ソース電極32に沿って帯状に延びている。
 複数のゲート配線36A、36Bは、具体的には、第1ゲート配線36Aおよび第2ゲート配線36Bを含む。第1ゲート配線36Aは、平面視においてゲート電極30から第1側面5A側の領域に引き出されている。第1ゲート配線36Aは、第3側面5Cに沿って第2方向Yに帯状に延びる部分、および、第1側面5Aに沿って第1方向Xに帯状に延びる部分を有している。第2ゲート配線36Bは、平面視においてゲート電極30から第2側面5B側の領域に引き出されている。第2ゲート配線36Bは、第3側面5Cに沿って第2方向Yに帯状に延びる部分、および、第2側面5Bに沿って第1方向Xに帯状に延びる部分を有している。
 複数のゲート配線36A、36Bは、活性面8(第1主面3)の周縁部において複数のゲート構造15の両端部に交差(具体的には直交)している。複数のゲート配線36A、36Bは、層間絶縁膜27を貫通して複数のゲート構造15に電気的に接続されている。複数のゲート配線36A、36Bは、複数のゲート構造15に直接接続されていてもよいし、導体膜を介して複数のゲート構造15に電気的に接続されていてもよい。
 半導体装置1Aは、ソース電極32から第1主面3(層間絶縁膜27)の上に引き出されたソース配線37を含む。ソース配線37は、ソース電極32と同一の導電材料を含むことが好ましい。ソース配線37は、複数のゲート配線36A、36Bよりも外側面9側の領域において活性面8の周縁に沿って延びる帯状に形成されている。ソース配線37は、この形態では、平面視においてゲート電極30、ソース電極32および複数のゲート配線36A、36Bを取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 ソース配線37は、層間絶縁膜27を挟んでサイドウォール構造26を被覆し、活性面8側から外側面9側に引き出されている。ソース配線37は、全周に亘ってサイドウォール構造26の全域を被覆していることが好ましい。ソース配線37は、外側面9側において層間絶縁膜27および主面絶縁膜25を貫通して、外側面9(具体的にはアウターコンタクト領域19)に接続された部分を有している。ソース配線37は、層間絶縁膜27を貫通してサイドウォール構造26に電気的に接続されていてもよい。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30、ソース電極32、複数のゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を選択的に被覆するアッパー絶縁膜38を含む。アッパー絶縁膜38は、ゲート電極30の内方部を露出させるゲート開口39を有し、全周に亘ってゲート電極30の周縁部を被覆している。ゲート開口39は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。
 アッパー絶縁膜38は、平面視においてソース電極32の内方部を露出させるソース開口40を有し、全周に亘ってソース電極32の周縁部を被覆している。ソース開口40は、この形態では、平面視においてソース電極32に沿う多角形状に形成されている。アッパー絶縁膜38は、複数のゲート配線36A、36Bの全域およびソース配線37の全域を被覆している。
 アッパー絶縁膜38は、層間絶縁膜27を挟んでサイドウォール構造26を被覆し、活性面8側から外側面9側に引き出されている。アッパー絶縁膜38は、外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成され、アウターコンタクト領域19、アウターウェル領域20および複数のフィールド領域21を被覆している。アッパー絶縁膜38は、外側面9の周縁との間でダイシングストリート41を区画している。
 ダイシングストリート41は、平面視において外側面9の周縁(第1~第4側面5A~5D)に沿って延びる帯状に形成されている。ダイシングストリート41は、この形態では、平面視において第1主面3の内方部(活性面8)を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。ダイシングストリート41は、この形態では、層間絶縁膜27を露出させている。
 むろん、主面絶縁膜25および層間絶縁膜27が外側面9を露出させている場合、ダイシングストリート41は、外側面9を露出させていてもよい。ダイシングストリート41は、1μm以上200μm以下の幅を有していてもよい。ダイシングストリート41の幅は、ダイシングストリート41の延在方向に直交する方向の幅である。ダイシングストリート41の幅は、5μm以上50μm以下であることが好ましい。
 アッパー絶縁膜38は、ゲート電極30の厚さおよびソース電極32の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。アッパー絶縁膜38の厚さは、チップ2の厚さ未満であることが好ましい。アッパー絶縁膜38の厚さは、3μm以上35μm以下であってもよい。アッパー絶縁膜38の厚さは、25μm以下であることが好ましい。
 アッパー絶縁膜38は、この形態では、チップ2側からこの順に積層された無機絶縁膜42および有機絶縁膜43を含む積層構造を有している。アッパー絶縁膜38は、無機絶縁膜42および有機絶縁膜43のうちの少なくとも1つを含んでいればよく、必ずしも無機絶縁膜42および有機絶縁膜43を同時に含む必要はない。無機絶縁膜42は、ゲート電極30、ソース電極32、複数のゲート配線36A、36Bおよびソース配線37を選択的に被覆し、ゲート開口39の一部、ソース開口40の一部およびダイシングストリート41の一部を区画している。
 無機絶縁膜42は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸窒化シリコン膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。無機絶縁膜42は、層間絶縁膜27とは異なる絶縁材料を含むことが好ましい。無機絶縁膜42は、窒化シリコン膜を含むことが好ましい。無機絶縁膜42は、層間絶縁膜27の厚さ未満の厚さを有していることが好ましい。無機絶縁膜42の厚さは、0.1μm以上5μm以下であってもよい。
 有機絶縁膜43は、無機絶縁膜42を選択的に被覆し、ゲート開口39の一部、ソース開口40の一部およびダイシングストリート41の一部を区画している。有機絶縁膜43は、具体的には、ゲート開口39の壁面において無機絶縁膜42を部分的に露出させている。また、有機絶縁膜43は、ソース開口40の壁面において無機絶縁膜42を部分的に露出させている。また、有機絶縁膜43は、ダイシングストリート41の壁面において無機絶縁膜42を部分的に露出させている。
 むろん、有機絶縁膜43は、ゲート開口39の壁面から無機絶縁膜42が露出しないように無機絶縁膜42を被覆していてもよい。有機絶縁膜43は、ソース開口40の壁面から無機絶縁膜42が露出しないように無機絶縁膜42を被覆していてもよい。有機絶縁膜43は、ダイシングストリート41の壁面から無機絶縁膜42が露出しないように無機絶縁膜42を被覆していてもよい。これらの場合、有機絶縁膜43は、無機絶縁膜42の全域を被覆していてもよい。
 有機絶縁膜43は、熱硬化性樹脂以外の樹脂膜からなることが好ましい。有機絶縁膜43は、透光性樹脂または透明樹脂からなっていてもよい。有機絶縁膜43は、ネガティブタイプまたはポジティブタイプの感光性樹脂膜からなっていてもよい。有機絶縁膜43は、ポリイミド膜、ポリアミド膜またはポリベンゾオキサゾール膜からなることが好ましい。有機絶縁膜43は、この形態では、ポリベンゾオキサゾール膜を含む。
 有機絶縁膜43は、無機絶縁膜42の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。有機絶縁膜43の厚さは、層間絶縁膜27の厚さを超えていることが好ましい。有機絶縁膜43の厚さは、ゲート電極30の厚さおよびソース電極32の厚さを超えていることが特に好ましい。有機絶縁膜43の厚さは、3μm以上30μm以下であってもよい。有機絶縁膜43の厚さは、20μm以下であることが好ましい。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30の上に配置されたゲート端子電極50を含む。ゲート端子電極50は、ゲート電極30においてゲート開口39から露出した部分の上に柱状に立設されている。ゲート端子電極50は、平面視においてゲート電極30の面積未満の面積を有し、ゲート電極30の周縁から間隔を空けてゲート電極30の内方部の上に配置されている。
 ゲート端子電極50は、ゲート端子面51およびゲート端子側壁52を有している。ゲート端子面51は、第1主面3に沿って平坦に延びている。ゲート端子面51は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。ゲート端子側壁52は、この形態では、アッパー絶縁膜38(具体的には有機絶縁膜43)の上に位置している。
 つまり、ゲート端子電極50は、無機絶縁膜42および有機絶縁膜43に接する部分を含む。ゲート端子側壁52は、法線方向Zに略鉛直に延びている。「略鉛直」は、湾曲(蛇行)しながら積層方向に延びている形態も含む。ゲート端子側壁52は、アッパー絶縁膜38を挟んでゲート電極30に対向する部分を含む。ゲート端子側壁52は、研削痕を有さない平滑面からなることが好ましい。
 ゲート端子電極50は、この形態では、ゲート端子側壁52の下端部において外方に向けて突出した第1突出部53を有している。第1突出部53は、ゲート端子側壁52の中間部よりもアッパー絶縁膜38(有機絶縁膜43)側の領域に形成されている。第1突出部53は、断面視においてアッパー絶縁膜38の外面に沿って延び、ゲート端子側壁52から先端部に向けて厚さが徐々に小さくなる先細り形状に形成されている。これにより、第1突出部53は、鋭角を成す尖鋭形状の先端部を有している。むろん、第1突出部53を有さないゲート端子電極50が形成されてもよい。
 ゲート端子電極50は、ゲート電極30の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。ゲート端子電極50の厚さは、ゲート電極30およびゲート端子面51の間の距離によって定義される。ゲート端子電極50の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。ゲート端子電極50の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。むろん、ゲート端子電極50の厚さは、チップ2の厚さ未満であってもよい。ゲート端子電極50の厚さは、10μm以上300μm以下であってもよい。ゲート端子電極50の厚さは、30μm以上であることが好ましい。ゲート端子電極50の厚さは、80μm以上200μm以下であることが特に好ましい。
 ゲート端子電極50の平面積は、第1主面3の平面積に応じて調整される。ゲート端子電極50の平面積は、ゲート端子面51の平面積によって定義される。ゲート端子電極50の平面積は、第1主面3の25%以下であることが好ましい。ゲート端子電極50の平面積は、第1主面3の10%以下であってもよい。
 第1主面3が1mm角以上の平面積を有する場合、ゲート端子電極50の平面積は0.4mm角以上であってもよい。ゲート端子電極50は、0.4mm×0.7mm以上の平面積を有する多角形状(たとえば長方形状)に形成されていてもよい。ゲート端子電極50は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する多角形状(矩形状に切り欠かれた四隅を有する四角形状)に形成されている。むろん、ゲート端子電極50は、平面視において四角形状、四角形状以外の多角形状、円形状または楕円形状に形成されていてもよい。
 ゲート端子電極50は、この形態では、ゲート電極30側からこの順に積層された第1ゲート導体膜55および第2ゲート導体膜56を含む積層構造を有している。第1ゲート導体膜55は、Ti系金属膜を含んでいてもよい。第1ゲート導体膜55は、Ti膜またはTiN膜からなる単層構造を有していてもよい。第1ゲート導体膜55は、任意の順序で積層されたTi膜およびTiN膜を含む積層構造を有していてもよい。
 第1ゲート導体膜55は、ゲート電極30の厚さ未満の厚さを有している。第1ゲート導体膜55は、ゲート開口39内においてゲート電極30を膜状に被覆し、アッパー絶縁膜38の上に膜状に引き出されている。第1ゲート導体膜55は、第1突出部53の一部を形成している。第1ゲート導体膜55は、必ずしも形成されている必要はなく、取り除かれてもよい。
 第2ゲート導体膜56は、ゲート端子電極50の本体を形成している。第2ゲート導体膜56は、Cu系金属膜を含んでいてもよい。Cu系金属膜は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)またはCu合金膜であってもよい。第2ゲート導体膜56は、この形態では、純Cuめっき膜を含む。第2ゲート導体膜56は、ゲート電極30の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。第2ゲート導体膜56の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。第2ゲート導体膜56の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。
 第2ゲート導体膜56は、ゲート開口39内において第1ゲート導体膜55を挟んでゲート電極30を被覆し、第1ゲート導体膜55を挟んでアッパー絶縁膜38の上に膜状に引き出されている。第2ゲート導体膜56は、第1突出部53の一部を形成している。つまり、第1突出部53は、第1ゲート導体膜55および第2ゲート導体膜56を含む積層構造を有している。第2ゲート導体膜56は、第1突出部53内において第1ゲート導体膜55の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。
 半導体装置1Aは、ソース電極32の上に配置されたソース端子電極60を含む。ソース端子電極60は、ソース電極32においてソース開口40から露出した部分の上に柱状に立設されている。ソース端子電極60は、平面視においてソース電極32の面積未満の面積を有し、ソース電極32の周縁から間隔を空けてソース電極32の内方部の上に配置されている。
 ソース端子電極60は、この形態では、ソース電極32の本体電極部33の上に配置され、ソース電極32の引き出し電極部34A、34Bの上には配置されていない。これにより、ゲート端子電極50およびソース端子電極60の間の対向面積が削減されている。このような構造は、半田や金属ペースト等の導電接着剤がゲート端子電極50およびソース端子電極60に付着される場合において、ゲート端子電極50およびソース端子電極60の間の短絡リスクを低減する上で有効である。むろん、導体板や導線(たとえばボンディングワイヤ)等の導電接合部材がゲート端子電極50およびソース端子電極60に接続されてもよい。この場合、ゲート端子電極50側の導電接合部材およびソース端子電極60側の導電接合部材の間の短絡リスクを低減できる。
 ソース端子電極60は、ソース端子面61およびソース端子側壁62を有している。ソース端子面61は、第1主面3に沿って平坦に延びている。ソース端子面61は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。ソース端子側壁62は、この形態では、アッパー絶縁膜38(具体的には有機絶縁膜43)の上に位置している。
 つまり、ソース端子電極60は、無機絶縁膜42および有機絶縁膜43に接する部分を含む。ソース端子側壁62は、法線方向Zに略鉛直に延びている。「略鉛直」は、湾曲(蛇行)しながら積層方向に延びている形態も含む。ソース端子側壁62は、アッパー絶縁膜38を挟んでソース電極32に対向する部分を含む。ソース端子側壁62は、研削痕を有さない平滑面からなることが好ましい。
 ソース端子電極60は、この形態では、ソース端子側壁62の下端部において外方に向けて突出した第2突出部63を有している。第2突出部63は、ソース端子側壁62の中間部よりもアッパー絶縁膜38(有機絶縁膜43)側の領域に形成されている。第2突出部63は、断面視においてアッパー絶縁膜38の外面に沿って延び、ソース端子側壁62から先端部に向けて厚さが徐々に小さくなる先細り形状に形成されている。これにより、第2突出部63は、鋭角を成す尖鋭形状の先端部を有している。むろん、第2突出部63を有さないソース端子電極60が形成されてもよい。
 ソース端子電極60は、ソース電極32の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。ソース端子電極60の厚さは、ソース電極32およびソース端子面61の間の距離によって定義される。ソース端子電極60の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。ソース端子電極60の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。
 むろん、ソース端子電極60の厚さは、チップ2の厚さ未満であってもよい。ソース端子電極60の厚さは、10μm以上300μm以下であってもよい。ソース端子電極60の厚さは、30μm以上であることが好ましい。ソース端子電極60の厚さは、80μm以上200μm以下であることが特に好ましい。ソース端子電極60の厚さは、ゲート端子電極50の厚さとほぼ等しい。
 ソース端子電極60の平面積は、第1主面3の平面積に応じて調整される。ソース端子電極60の平面積は、ソース端子面61の平面積によって定義される。ソース端子電極60の平面積は、ゲート端子電極50の平面積を超えていることが好ましい。ソース端子電極60の平面積は、第1主面3の50%以上であることが好ましい。ソース端子電極60の平面積は、第1主面3の75%以上であることが特に好ましい。
 第1主面3が1mm角以上の平面積を有している場合、ソース端子電極60の平面積は0.8mm角以上であることが好ましい。この場合、ソース端子電極60の平面積は、1mm角以上であることが特に好ましい。ソース端子電極60は、1mm×1.4mm以上の平面積を有する多角形状に形成されていてもよい。ソース端子電極60は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する四角形状に形成されている。むろん、ソース端子電極60は、平面視において四角形状以外の多角形状、円形状または楕円形状に形成されていてもよい。
 ソース端子電極60は、この形態では、ソース電極32側からこの順に積層された第1ソース導体膜67および第2ソース導体膜68を含む積層構造を有している。第1ソース導体膜67は、Ti系金属膜を含んでいてもよい。第1ソース導体膜67は、Ti膜またはTiN膜からなる単層構造を有していてもよい。第1ソース導体膜67は、任意の順序で積層されたTi膜およびTiN膜を含む積層構造を有していてもよい。第1ソース導体膜67は、第1ゲート導体膜55と同一の導電材料からなることが好ましい。
 第1ソース導体膜67は、ソース電極32の厚さ未満の厚さを有している。第1ソース導体膜67は、ソース開口40内においてソース電極32を膜状に被覆し、アッパー絶縁膜38の上に膜状に引き出されている。第1ソース導体膜67は、第2突出部63の一部を形成している。第1ソース導体膜67の厚さは、第1ゲート導体膜55の厚さとほぼ等しい。第1ソース導体膜67は、必ずしも形成されている必要はなく、取り除かれてもよい。
 第2ソース導体膜68は、ソース端子電極60の本体を形成している。第2ソース導体膜68は、Cu系金属膜を含んでいてもよい。Cu系金属膜は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)またはCu合金膜であってもよい。第2ソース導体膜68は、この形態では、純Cuめっき膜を含む。第2ソース導体膜68は、第2ゲート導体膜56と同一の導電材料からなることが好ましい。
 第2ソース導体膜68は、ソース電極32の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。第2ソース導体膜68の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。第2ソース導体膜68の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。第2ソース導体膜68の厚さは、第2ゲート導体膜56の厚さとほぼ等しい。
 第2ソース導体膜68は、ソース開口40内において第1ソース導体膜67を挟んでソース電極32を被覆し、第1ソース導体膜67を挟んでアッパー絶縁膜38の上に膜状に引き出されている。第2ソース導体膜68は、第2突出部63の一部を形成している。つまり、第2突出部63は、第1ソース導体膜67および第2ソース導体膜68を含む積層構造を有している。第2ソース導体膜68は、第2突出部63内において第1ソース導体膜67の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。
 半導体装置1Aは、第1主面3を被覆する封止絶縁体71(a sealing insulator)を含む。封止絶縁体71は、第1主面3の上においてゲート端子電極50の一部およびソース端子電極60の一部を露出させるようにゲート端子電極50の周囲およびソース端子電極60の周囲を被覆している。封止絶縁体71は、具体的には、ゲート端子電極50およびソース端子電極60を露出させるように活性面8、外側面9および第1~第4接続面10A~10Dを被覆している。
 封止絶縁体71は、ゲート端子面51およびソース端子面61を露出させ、ゲート端子側壁52およびソース端子側壁62を被覆している。封止絶縁体71は、この形態では、ゲート端子電極50の第1突出部53を被覆し、第1突出部53を挟んでアッパー絶縁膜38に対向している。封止絶縁体71は、ゲート端子電極50の抜け落ちを抑制する。また、封止絶縁体71は、ソース端子電極60の第2突出部63を被覆し、第2突出部63を挟んでアッパー絶縁膜38に対向している。封止絶縁体71は、ソース端子電極60の抜け落ちを抑制する。
 封止絶縁体71は、外側面9の周縁部においてダイシングストリート41を被覆している。封止絶縁体71は、この形態では、ダイシングストリート41において層間絶縁膜27を直接被覆している。むろん、ダイシングストリート41からチップ2(外側面9)や主面絶縁膜25が露出している場合、封止絶縁体71は、ダイシングストリート41においてチップ2や主面絶縁膜25を直接被覆していてもよい。
 封止絶縁体71は、絶縁主面72および絶縁側壁73を有している。絶縁主面72は、第1主面3に沿って平坦に延びている。絶縁主面72は、ゲート端子面51およびソース端子面61と1つの平坦面を形成している。絶縁主面72は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。この場合、絶縁主面72は、ゲート端子面51およびソース端子面61と1つの研削面を形成していることが好ましい。
 絶縁側壁73は、絶縁主面72の周縁からチップ2に向かって延び、第1~第4側面5A~5Dと1つの平坦面を形成している。絶縁側壁73は、絶縁主面72に対してほぼ直角に形成されている。絶縁側壁73が絶縁主面72との間で成す角度は、88°以上92°以下であってもよい。絶縁側壁73は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。絶縁側壁73は、第1~第4側面5A~5Dと1つの研削面を形成していてもよい。
 封止絶縁体71は、ゲート電極30の厚さおよびソース電極32の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。封止絶縁体71の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。封止絶縁体71の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。むろん、封止絶縁体71の厚さは、チップ2の厚さ未満であってもよい。封止絶縁体71の厚さは、10μm以上300μm以下であってもよい。封止絶縁体71の厚さは、30μm以上であることが好ましい。封止絶縁体71の厚さは、80μm以上200μm以下であることが特に好ましい。封止絶縁体71の厚さは、ゲート端子電極50の厚さおよびソース端子電極60の厚さとほぼ等しい。
 封止絶縁体71は、マトリクス樹脂、複数のフィラーおよび複数の可撓化粒子(可撓化剤)を含む。封止絶縁体71は、マトリクス樹脂、複数のフィラーおよび複数の可撓化粒子によって機械的強度が調節されるように構成されている。封止絶縁体71は、マトリクス樹脂を含んでいればよく、フィラーおよび可撓化粒子の有無は任意である。
 封止絶縁体71は、カーボンブラック等のマトリクス樹脂を着色する色材を含んでいてもよい。マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂からなることが好ましい。マトリクス樹脂は、熱硬化性樹脂の一例としてのエポキシ樹脂、フェノール樹脂およびポリイミド樹脂のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。マトリクス樹脂は、この形態では、エポキシ樹脂を含む。
 複数のフィラーは、絶縁体からなる球体物および絶縁体からなる不定形物のうちのいずれか一方または双方によって構成され、マトリクス樹脂に添加されている。不定形物は、粒状、欠片状、破砕片状等の球体以外のランダム形状を有している。不定形物は、角張りを有していてもよい。複数のフィラーは、この形態では、フィラーアタックによるダメージを抑制する観点から、球体物によってそれぞれ構成されている。
 複数のフィラーは、セラミック、酸化物および窒化物のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。複数のフィラーは、この形態では、酸化シリコン粒子(シリカ粒子)からそれぞれなる。複数のフィラーは、1nm以上100μm以下の粒径をそれぞれ有していてもよい。複数のフィラーの粒径は、50μm以下であることが好ましい。
 封止絶縁体71は、粒径(particle sizes)の異なる複数のフィラーを含むことが好ましい。複数のフィラーは、複数の小径フィラー、複数の中径フィラー、および、複数の大径フィラーを含んでいてもよい。複数のフィラーは、小径フィラー、中径フィラーおよび大径フィラーの順となる含有率(密度)でマトリクス樹脂に添加されていることが好ましい。
 小径フィラーは、ソース電極32の厚さ(ゲート電極30の厚さ)未満の厚さを有していてもよい。小径フィラーの粒径は、1nm以上1μm以下であってもよい。中径フィラーは、ソース電極32の厚さを超えてアッパー絶縁膜38の厚さ以下の厚さを有していてもよい。中径フィラーの粒径は、1μm以上20μm以下であってもよい。
 大径フィラーは、アッパー絶縁膜38の厚さを超える厚さを有していてもよい。複数のフィラーは、第1半導体領域6(エピタキシャル層)の厚さ、第2半導体領域7(基板)の厚さおよびチップ2の厚さのいずれかを超える少なくとも1つの大径フィラーを含んでいてもよい。大径フィラーの粒径は、20μm以上100μm以下であってもよい。大径フィラーの粒径は、50μm以下であることが好ましい。
 複数のフィラーの平均粒径は、1μm以上10μm以下であってもよい。複数のフィラーの平均粒径は、4μm以上8μm以下であることが好ましい。むろん、複数のフィラーは、小径フィラー、中径フィラーおよび大径フィラーの全てを同時に含む必要はなく、小径フィラーおよび中径フィラーのいずれか一方または双方によって構成されていてもよい。たとえば、この場合、複数のフィラー(中径フィラー)の最大粒径は、10μm以下であってもよい。
 封止絶縁体71は、絶縁主面72の表層部および絶縁側壁73の表層部において破断された粒形(particle shapes)を有する複数のフィラー欠片(a plurality of filler fragments)を含んでいてもよい。複数のフィラー欠片は、小径フィラーの一部、中径フィラーの一部および大径フィラーの一部のうちのいずれかによってそれぞれ形成されていてもよい。
 絶縁主面72側に位置する複数のフィラー欠片は、絶縁主面72に面するように絶縁主面72に沿って形成された破断部を有している。絶縁側壁73側に位置する複数のフィラー欠片は、絶縁側壁73に面するように絶縁側壁73に沿って形成された破断部を有している。複数のフィラー欠片の破断部は、絶縁主面72および絶縁側壁73から露出していてもよいし、マトリクス樹脂によって部分的にまたは全体的に被覆されてもよい。複数のフィラー欠片は、絶縁主面72および絶縁側壁73の表層部に位置するため、チップ2側の構造物に影響しない。
 複数の可撓化粒子は、マトリクス樹脂に添加されている。複数の可撓化粒子は、シリコン系可撓化粒子、アクリル系可撓化粒子およびブタジエン系可撓化粒子のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。封止絶縁体71は、シリコン系可撓化粒子を含むことが好ましい。複数の可撓化粒子は、複数のフィラーの平均粒径未満の平均粒径を有していることが好ましい。複数の可撓化粒子の平均粒径は、1nm以上1μm以下であることが好ましい。複数の可撓化粒子の最大粒径は、1μm以下であることが好ましい。
 複数の可撓化粒子は、この形態では、単位断面積当たりに占める総断面積の割合が0.1%以上10%以下となるようにマトリクス樹脂に添加されている。換言すると、複数の可撓化粒子は、0.1重量%以上10重量%以下の範囲の含有率でマトリクス樹脂に添加されている。複数の可撓化粒子の平均粒径や含有率は、製造時および/または製造後に封止絶縁体71に付与すべき弾性率に応じて適宜調節される。たとえば、サブミクロンオーダ(=1μm以下)の平均粒径を有する複数の可撓化粒子によれば、封止絶縁体71の低弾性率や低硬化収縮率に寄与させることができる。
 半導体装置1Aは、第2主面4を被覆するドレイン電極77(第2主面電極)を含む。ドレイン電極77は、第2主面4に電気的に接続されている。ドレイン電極77は、第2主面4から露出した第2半導体領域7とオーミック接触を形成している。ドレイン電極77は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第2主面4の全域を被覆していてもよい。
 ドレイン電極77は、チップ2の周縁から内方に間隔を空けて第2主面4を被覆していてもよい。ドレイン電極77は、ソース端子電極60との間に500V以上3000V以下のドレインソース電圧が印加されるように構成される。つまり、チップ2は、第1主面3および第2主面4の間に500V以上3000V以下の電圧が印加されるように形成されている。
 以上、半導体装置1Aは、チップ2、ゲート電極30(ソース電極32:主面電極)、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)および封止絶縁体71を含む。チップ2は、第1主面3を有している。ゲート電極30(ソース電極32)は、第1主面3の上に配置されている。ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、ゲート電極30(ソース電極32)の上に配置されている。封止絶縁体71は、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)の一部を露出させるように第1主面3の上でゲート端子電極50(ソース端子電極60)の周囲を被覆している。
 この構造によれば、封止絶縁体71によって外力や湿気(水分)から封止対象物を保護できる。つまり、外力に起因するダメージ(剥離を含む)や湿気に起因する劣化(腐蝕を含む)から封止対象物を保護できる。これにより、形状不良や電気的特性の変動を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Aを提供できる。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30(ソース電極32)を部分的に被覆するアッパー絶縁膜38を含むことが好ましい。この構造によれば、アッパー絶縁膜38によって外力や湿気から被覆対象物を保護できる。つまり、この構造によれば、アッパー絶縁膜38および封止絶縁体71の双方によって封止対象物を保護できる。
 このような構造において、封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38を直接被覆する部分を有していることが好ましい。封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38を挟んでゲート電極30(ソース電極32)を被覆する部分を有していることが好ましい。ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、アッパー絶縁膜38を直接被覆する部分を有していることが好ましい。アッパー絶縁膜38は、無機絶縁膜42および有機絶縁膜43のいずれか一方または双方を含むことが好ましい。有機絶縁膜43は、感光性樹脂膜からなることが好ましい。
 アッパー絶縁膜38は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも厚いことが好ましい。アッパー絶縁膜38は、チップ2よりも薄いことが好ましい。封止絶縁体71は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも厚いことが好ましい。封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38よりも厚いことが好ましい。封止絶縁体71は、チップ2よりも厚いことが特に好ましい。
 封止絶縁体71は、熱硬化性樹脂(マトリクス樹脂)を含むことが好ましい。この構造によれば、熱硬化性樹脂によって耐久性および防水性を高めることができる。封止絶縁体71は、熱硬化性樹脂に添加された複数のフィラーを含むことが好ましい。この構造によれば、封止絶縁体71の強度を複数のフィラーによって調節できる。封止絶縁体71は、熱硬化性樹脂に添加された複数の可撓化粒子(可撓化剤)を含むことが好ましい。この構造によれば、複数の可撓化粒子によって封止絶縁体71の弾性率を調節できる。
 封止絶縁体71は、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)のゲート端子面51(ソース端子面61)を露出させ、ゲート端子側壁52(ソース端子側壁62)を被覆していることが好ましい。つまり、封止絶縁体71は、ゲート端子側壁52(ソース端子側壁62)側からゲート端子電極50(ソース端子電極60)を保護していることが好ましい。
 この場合、封止絶縁体71は、ゲート端子面51(ソース端子面61)と1つの平坦面を形成する絶縁主面72を有していることが好ましい。封止絶縁体71は、チップ2の第1~第4側面5A~5D(側面)と1つの平坦面を形成する絶縁側壁73を有していることが好ましい。この構造によれば、封止絶縁体71によって第1主面3側に位置する封止対象物を適切に保護できる。
 上記構成は、比較的大きい平面積および/または比較的小さい厚さを有するチップ2に対して、比較的大きい平面積および/または比較的大きい厚さを有するゲート端子電極50(ソース端子電極60)を適用する場合において有効である。比較的大きい平面積および/または比較的大きい厚さを有するゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、チップ2側で生じた熱を吸収し、外部に放散させる上でも有効である。
 たとえば、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも厚いことが好ましい。ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、アッパー絶縁膜38よりも厚いことが好ましい。ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、チップ2よりも厚いことが特に好ましい。たとえば、ゲート端子電極50は平面視において第1主面3の25%以下の領域を被覆し、ソース端子電極60は平面視において第1主面3の50%以上の領域を被覆していてもよい。
 たとえば、チップ2は、平面視において1mm角以上の面積を有する第1主面3を有していてもよい。チップ2は、断面視において100μm以下の厚さを有していてもよい。チップ2は、断面視において50μm以下の厚さを有していることが好ましい。チップ2は、半導体基板およびエピタキシャル層を含む積層構造を有していてもよい。この場合、エピタキシャル層は、半導体基板よりも厚いことが好ましい。
 上記構成において、チップ2は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含むことが好ましい。ワイドバンドギャップ半導体の単結晶は、電気的特性を向上させる上で有効である。また、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶によれば、比較的高い硬度によってチップ2の変形を抑制しながら、チップ2の薄化およびチップ2の平面積の増加を達成できる。チップ2の薄化およびチップ2の平面積の拡張は、電気的特性を向上させる上でも有効である。
 封止絶縁体71を有する構成は、チップ2の第2主面4を被覆するドレイン電極77を含む構造においても有効である。ドレイン電極77は、ソース電極32との間でチップ2を介する電位差(たとえば500V以上3000V以下)を形成する。比較的薄いチップ2の場合、ソース電極32およびドレイン電極77の間の距離が短縮されるため、第1主面3の周縁およびソース電極32の間の放電現象のリスクが高まる。この点、封止絶縁体71を有する構造では、第1主面3の周縁およびソース電極32の間の絶縁性を向上でき、放電現象を抑制できる。
 図8は、図1に示す半導体装置1Aが搭載された第1形態例に係る半導体モジュール201Aを示す平面図である。図9は、図8に示す半導体モジュール201Aを示す断面図である。図10は、図8に示す半導体モジュール201Aを示す回路図である。図9は、半導体モジュール201Aの構造(接続形態)を説明するための概略断面図であり、特定箇所の断面を示していない。
 図8および図9を参照して、半導体モジュール201Aは、筐体202を含む。筐体202は、枠部203、底板204および蓋板205を含み、これらによって区画される収容空間206を有している。
 枠部203は、PPS(Poly Phenylene Sulfide)樹脂やPBT(Poly Butylene Terephtalate)樹脂等の熱可塑性樹脂によって形成されていてもよい。枠部203は、平面視において略長方形の筒状(環状)に形成されている。枠部203は、具体的には、平面視において収容空間206に向けて円弧状または矩形状に向けて窪んだ四隅を有する略長方形の筒状(環状)に形成されている。
 枠部203は、一方側(図9の紙面上側)の第1端部207、他方側(図9の紙面下側)の第2端部208、および、第1~第4壁部209A~209Dを含む。第1~第4壁部209A~209Dは、筐体202の側壁を形成している。第1壁部209Aおよび第2壁部209Bは、第1方向Xに延び、第2方向Yに対向している。第1壁部209Aおよび第2壁部209Bは、筐体202の長辺を形成している。第3壁部209Cおよび第4壁部209Dは、第2方向Yに延び、第1方向Xに対向している。第3壁部209Cおよび第4壁部209Dは、筐体202の短辺を形成している。
 枠部203は、四隅において第2端部208から収容空間206とは反対側に向けて張り出した第1~第4フランジ部210A~210Dを有している。第1フランジ部210Aは第1壁部209Aおよび第3壁部209Cに接続され、第2フランジ部210Bは第2壁部209Bおよび第3壁部209Cに接続され、第3フランジ部210Cは第1壁部209Aおよび第4壁部209Dに接続され、第4フランジ部210Dは第2壁部209Bおよび第4壁部209Dに接続されている。第1~第4フランジ部210A~210Dは、ボルト孔211をそれぞれ有している。
 底板204は、この形態では、ヒートスプレッダとして金属板によって形成されている。むろん、底板204は、PPS樹脂やPBT樹脂等の熱可塑性樹脂によって形成されていてもよい。底板204は、平面視において略長方形状に形成されている。底板204は、枠部203の第2端部208に取り付けられ、枠部203と共に収容空間206を区画する。底板204は、接着剤によって枠部203に取り付けられていてもよいし、枠部203の任意の箇所に形成したボルト孔にボルト止めされてもよい。
 蓋板205は、PPS樹脂やPBT樹脂等の熱可塑性樹脂によって形成されていてもよい。蓋板205は、平面視において略長方形状に形成されている。蓋板205は、枠部203の第1端部207に取り付けられ、収容空間206を閉塞する。蓋板205は、接着剤によって枠部203に取り付けられていてもよいし、枠部203の任意の箇所に形成したボルト孔にボルト止めされてもよい。
 半導体モジュール201Aは、枠部203に取り付けられた第1~第4支持部212A~212Dを含む。第1~第4支持部212A~212Dは、PPS樹脂やPBT樹脂等の熱可塑性樹脂によって形成されていてもよい。第1~第4支持部212A~212Dは、この形態では、枠部203と一体的に形成されている。
 第1~第2支持部212A~212Bは、枠部203の第3壁部209Cに取り付けられ、第2方向Yに間隔を空けて配置されている。第1~第2支持部212A~212Bは、第1方向Xに関して、第3壁部209Cから筐体202とは反対側に向けて略直方体形状にそれぞれ突出している。
 第3~第4支持部212C~212Dは、枠部203の第4壁部209Dに取り付けられ、第2方向Yに間隔を空けて配置されている。第3~第4支持部212C~212Dは、第1方向Xに関して、第4壁部209Dから筐体202とは反対側に向けて略直方体形状にそれぞれ突出している。
 第1~第4支持部212A~212Dは、枠部203の第1端部207側に位置する端面において略四角形状の窪みをそれぞれ有している。第1~第4支持部212A~212Dは、ボルト孔213をそれぞれ有している。各ボルト孔213は、対応する第1~第4支持部212A~212Dを貫通していてもよい。
 半導体モジュール201Aは、収容空間206内に配置された基板214を含む。基板214は、この形態では、平面視において略長方形状に形成され、底板204に取り付けられている。基板214は、PCB(Printed Circuit Board)や多層配線基板等の配線基板であってもよい。
 多層配線基板は、複数の絶縁層が積層された絶縁積層構造、絶縁積層構造内に多層配置された複数の配線層、および、積層方向に対向する複数の配線層を電気的に接続させる複数のビア電極を含んでいてもよい。基板214は、収容空間206側の第1面215および底板204側の第2面216を含む。
 半導体モジュール201Aは、基板214の第1面215に形成された配線パターン217を含む。配線パターン217は、金属膜または金属板(この形態では金属膜)によって形成されている。基板214がPCBからなる場合、配線パターン217は第1面215にプリントされた電極膜であってもよい。基板214が多層配線基板からなる場合、配線パターン217は多層配線基板の最上配線であってもよい。
 以下では、配線パターン217の一例が説明される。配線パターン217は、この形態では、第1~第4ドレイン配線218A~218D、第1~第2ソース配線219A~219B、第1~第4ゲート配線220A~220Dおよび第1~第4センス配線221A~221Dを含む。
 第1~第4ドレイン配線218A~218Dは、この形態では、互いに間隔を空けて第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1ドレイン配線218Aは、第1壁部209Aおよび第3壁部209Cの角部の近傍に配置されている。第2ドレイン配線218Bは、第2壁部209Bおよび第3壁部209Cの角部の近傍に配置されている。第3ドレイン配線218Cは、第1壁部209Aおよび第4壁部209Dの角部の近傍に配置されている。第4ドレイン配線218Dは、第2壁部209Bおよび第4壁部209Dの角部の近傍に配置されている。
 第1~第2ソース配線219A~219Bは、この形態では、互いに間隔を空けて第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1ソース配線219Aは、第1ドレイン配線218Aおよび第2ドレイン配線218Bの間の領域に配置されている。第2ソース配線219Bは、第3ドレイン配線218Cおよび第4ドレイン配線218Dの間の領域に配置されている。
 第1~第4ゲート配線220A~220Dは、この形態では、互いに間隔を空けて第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1~第4ゲート配線220A~220Dは、第1~第4ドレイン配線218A~218Dおよび第1~第2ソース配線219A~219Bよりも細い。第1~第4ゲート配線220A~220Dは、第1~第2壁部209A~209Bおよび第1~第4ドレイン配線218A~218Dの間の領域にそれぞれ配置されている。
 第1~第4センス配線221A~221Dは、この形態では、互いに間隔を空けて第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1~第4センス配線221A~221Dは、第1~第4ドレイン配線218A~218Dおよび第1~第2ソース配線219A~219Bよりも細い。第1~第4センス配線221A~221Dは、第1~第2壁部209A~209Bおよび第1~第4ゲート配線220A~220Dの間の領域にそれぞれ配置されている。
 半導体モジュール201Aは、基板214の第2面216に形成された金属層222を含む。金属層222は、金属膜または金属板からなる。基板214がPCBからなる場合、金属層222は第2面216にプリントされた金属膜(電極膜)であってもよい。基板214が多層配線基板からなる場合、金属層222は多層配線基板の最下配線であってもよい。
 金属層222は、配線パターン217の総面積を超える面積で第2面216を被覆していることが好ましい。金属層222は、第2面216の75%以上の領域を被覆していることが好ましい。金属層222は、第2面216のほぼ全域を被覆していてもよい。たとえば、金属層222は、第2面216の周縁部を露出させるように第2面216の内方部を被覆していてもよい。
 半導体モジュール201Aは、配線パターン217に含まれる複数の配線を電気的に接続させる第1~第3接続部材223A~223Cを含む。第1~第3接続部材223A~223Cは、配線パターン217とは異なる部材からなる。第1~第3接続部材223A~223Cは、この形態では、アーチ状に形成された金属板からそれぞれなる。
 第1~第3接続部材223A~223Cは、この形態では、平面視においてH字形状に形成されているが、第1~第3接続部材223A~223Cの平面形状は任意である。第1~第3接続部材223A~223Cは、たとえば、平面視において四角形状等の多角形状に形成されていてもよい。
 第1接続部材223Aは、第1方向Xに隣り合う第1ドレイン配線218Aおよび第3ドレイン配線218Cの間の領域に配置され、第1ドレイン配線218Aおよび第3ドレイン配線218Cを電気的に接続させている。
 第2接続部材223Bは、第1方向Xに隣り合う第2ドレイン配線218Bおよび第4ドレイン配線218Dの間の領域に配置され、第2ドレイン配線218Bおよび第4ドレイン配線218Dを電気的に接続させている。第3接続部材223Cは、第1方向Xに隣り合う第1ソース配線219Aおよび第2ソース配線219Bの間の領域に配置され、第1ソース配線219Aおよび第2ソース配線219Bを電気的に接続させている。
 半導体モジュール201Aは、基板214および金属層222の間に介在され、基板214および金属層222を接続する接着剤224を含む。接着剤224は、この形態では、金属接着剤からなり、底板204および金属層222を熱的および機械的に接続している。
 接着剤224は、半田または金属ペーストを含んでいてもよい。半田は、鉛フリー半田であってもよい。金属ペーストは、Au、AgおよびCuのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。Agペーストは、Ag焼結ペーストからなっていてもよい。Ag焼結ペーストは、ナノサイズまたはマイクロサイズのAg粒子が有機溶剤に添加されたペーストからなる(以下、同じ)。
 半導体モジュール201Aは、第1~第4端子225A~225D、第1~第4ゲート端子227A~227Dおよび第1~第4センス端子228A~228Dを含む。この形態では、第1~第2端子225A~225Bがドレイン端子として形成され、第3~第4端子225C~225Dがソース端子として形成されている。第1~第4端子225A~225Dは、第1~第4支持部212A~212Dの上にそれぞれ配置されている。
 第1~第4端子225A~225Dは、端子本体部229および少なくとも1つ(この形態では複数)のリード部230をそれぞれ含む。端子本体部229は、対応する第1~第4支持部212A~212Dの窪み内に配置されている。端子本体部229は、対応するボルト孔213に位置整合するボルト孔231を有している。
 複数のリード部230は、対応する端子本体部229から枠部203(第3壁部209Cまたは第4壁部209D)を貫通して収容空間206内にそれぞれ引き出されている。第1~第2端子225A~225Bのリード部230は、収容空間206内において対応する第1~第2ドレイン配線218A~218Bに電気的および機械的に接続されている。第3~第4端子225C~225Dのリード部230は、収容空間206内において第2ソース配線219Bに電気的および機械的に接続されている。
 第1~第4ゲート端子227A~227Dは、リード状(針状や棒状)に形成された金属からそれぞれなる。第1~第4ゲート端子227A~227Dは、少なくとも一部が収容空間206から露出するように枠部203に沿ってそれぞれ立設されている。第1~第4ゲート端子227A~227Dは、枠部203の壁面に沿って配置されていてもよいし、枠部203に形成された貫通孔や凹部内に配置されていてもよい。
 第1~第4ゲート端子227A~227Dは、対応する第1~第4ゲート配線220A~220Dに近接する位置にそれぞれ配置されている。第1~第4ゲート端子227A~227Dは、枠部203に沿って鉛直に延びる部分、および、基板214の第1面215に対して平行に延びる部分をそれぞれ有していてもよい。
 第1~第4センス端子228A~228Dは、リード状(針状や棒状)に形成された金属からそれぞれなる。第1~第4センス端子228A~228Dは、少なくとも一部が収容空間206から露出するように枠部203に沿ってそれぞれ立設されている。第1~第4センス端子228A~228Dは、枠部203の壁面に沿って配置されていてもよいし、枠部203に形成された貫通孔や凹部内に配置されていてもよい。
 第1~第4センス端子228A~228Dは、対応する第1~第4センス配線221A~221Dに近接する位置にそれぞれ配置されている。第1~第4センス端子228A~228Dは、対応する第1~第4ゲート端子227A~227Dに隣り合うようにそれぞれ配置されていてもよい。
 第1~第4センス端子228A~228Dは、枠部203に沿って鉛直に延びる部分、および、基板214の第1面215に対して平行に延びる部分をそれぞれ有していてもよい。第1~第4センス端子228A~228Dは、対応する第1~第4センス配線221A~221Dに電気的に接続される。
 半導体モジュール201Aは、収容空間206内に配置された少なくとも1つ(この形態では複数)の半導体装置1Aを含む。半導体モジュール201Aは、この形態では、少なくとも1つの(この形態では複数)の半導体装置1Aをそれぞれ含む第1~第4グループ232A~232Dを含む。
 第1~第4グループ232A~232Dに含まれる半導体装置1Aの個数は等しくてもよいし、異なっていてもよい。半導体モジュール201Aは、達成すべき電気回路を構成できる限り、必ずしも第1~第4グループ232A~232Dの全てを同時に含む必要はなく、第1~第4グループ232A~232Dのうちの少なくとも1つを含んでいればよい。
 第1グループ232Aを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第1ドレイン配線218Aに対向させた姿勢で当該第1ドレイン配線218Aの上に間隔を空けて配置されている。第2グループ232Bを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第2ドレイン配線218Bに対向させた姿勢で当該第2ドレイン配線218Bの上に間隔を空けて配置されている。
 第3グループ232Cを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第3ドレイン配線218Cに対向させた姿勢で当該第3ドレイン配線218Cの上に間隔を空けて配置されている。第4グループ232Dを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第4ドレイン配線218Dに対向させた姿勢で当該第4ドレイン配線218Dの上に間隔を空けて配置されている。このように、複数の半導体装置1Aのドレイン電極77は、第1~第4ドレイン配線218A~218Dに電気的に接続されている。
 半導体モジュール201Aは、複数の半導体装置1Aおよび第1~第4ドレイン配線218A~218Dの間にそれぞれ介在された複数の導電接着剤233を含む。複数の導電接着剤233は、複数の半導体装置1Aおよび第1~第4ドレイン配線218A~218Dを機械的および電気的に接続させている。導電接着剤233は、半田または金属ペーストを含んでいてもよい。半田は、鉛フリー半田であってもよい。金属ペーストは、Au、AgおよびCuのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。Agペーストは、Ag焼結ペーストからなっていてもよい。
 半導体モジュール201Aは、複数の導線234を含む。複数の導線234は、この形態では、金属ワイヤ(つまりボンディングワイヤ)からそれぞれなる。複数の導線234は、金ワイヤ、銅ワイヤおよびアルミニウムワイヤのうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。むろん、導線234は、金属ワイヤに代えて金属クリップ等の金属板からなっていてもよい。
 複数の導線234は、複数の半導体装置1Aのゲート端子電極50を対応する第1~第4ゲート配線220A~220Dにそれぞれ電気的に接続させる複数の導線234を含む。複数の導線234は、複数の半導体装置1Aのソース端子電極60を対応する第1~第2ソース配線219A~219Bにそれぞれ電気的に接続させる複数の導線234を含む。複数の導線234は、複数の半導体装置1Aのソース端子電極60を対応する第1~第4センス配線221A~221Dにそれぞれ電気的に接続させる複数の導線234を含む。
 複数の導線234は、第1~第4ゲート配線220A~220Dを対応する第1~第4ゲート端子227A~227Dにそれぞれ電気的に接続させる複数の導線234を含む。複数の導線234は、第1~第4センス配線221A~221Dを対応する第1~第4センス端子228A~228Dにそれぞれ電気的に接続させる複数の導線234を含む。
 半導体モジュール201Aは、収容空間206内に充填された絶縁性のゲル状充填剤235を含む。ゲル状充填剤235は、パーティクル等から収容空間206内の構造物を保護する。また、ゲル状充填剤235は、収容空間206内の構造物に付与され得る応力を緩和する。
 ゲル状充填剤235は、500mPa・s以上2500mPa・s以下の粘度(23℃時)を有していてもよい。ゲル状充填剤235の粘度(23℃時)は、700mPa・s以上1200mPa・s以下であることが好ましい。ゲル状充填剤235は、0.8以上1.3以下の比重を有していてもよい。ゲル状充填剤235の比重は、0.95以上1.0以下であることが好ましい。
 ゲル状充填剤235は、40以上90以下の針入度を有していてもよい。ゲル状充填剤235の針入度は、45以上70以下であることが好ましい。針入度は、「JIS K2220」で規定される1/4コーンによる測定値である。ゲル状充填剤235は、500Ppm/K以上2000Ppm/K以下の体積膨張率を有していてもよい。ゲル状充填剤235の体積膨張率は、1000Ppm/K以上1500Ppm/K以下であることが好ましい。
 ゲル状充填剤235は、0.01W/m・K以上0.5W/m・K以下の熱伝導率を有していてもよい。ゲル状充填剤235の熱伝導率は、0.1W/m・K以上0.2W/m・Kであることが好ましい。ゲル状充填剤235は、1×1012Ω・m以上1×1013Ω・m以下の体積抵抗率を有していてもよい。ゲル状充填剤235の体積抵抗率は、5×1012Ω・m以上であることが好ましい。
 ゲル状充填剤235は、10kV/mm以上100kV/mm以下の絶縁破壊強度を有していてもよい。ゲル状充填剤235の絶縁破壊強度は、25kV/mm以上50kV/mmであることが好ましい。ゲル状充填剤235は、1N以上10N以下の密着力を有していてもよい。ゲル状充填剤235の密着力は、2N以上5N以下であることが好ましい。
 ゲル状充填剤235は、5gf以上15gf以下の表面突破り耐荷重を有していてもよい。ゲル状充填剤235の表面突破り耐荷重は、6gf以上12gf以下であることが好ましい。ゲル状充填剤235は、5ppm以下のイオン残渣量を有していてもよい。ゲル状充填剤235のイオン残渣量は、1ppm以下であることが好ましい。ゲル状充填剤235は、1以上10以下の比誘電率(50Hz時)を有していてもよい。ゲル状充填剤235の比誘電率(50Hz時)は、2以上7以下であることが好ましい。
 ゲル状充填剤235は、この形態では、シリコーンゲルを含み、半導体装置1Aの封止絶縁体71よりも高い保湿性を有している。ゲル状充填剤235は、この形態では、蓋板205から基板214側に間隔を空けた高さ位置まで充填されている。むろん、ゲル状充填剤235は、蓋板205に接触する高さ位置まで充填されていてもよい。
 また、ゲル状充填剤235および蓋板205の間にゲル状充填剤235の膨張を抑制するための押下板236(図9の二点鎖線部参照)が配置されていてもよい。この場合、押下板236は、蓋板205に当接するように設けられていてもよいし、蓋板205に当接しないように設けられていてもよい。
 ゲル状充填剤235は、収容空間206内において複数の半導体装置1Aおよび複数の導線234を封止する高さ位置まで充填され、枠部203、基板214、配線パターン217、第1~第3接続部材223A~223C、第1~第4端子225A~225Dの一部(リード部230)、第1~第4ゲート端子227A~227Dの一部、第1~第4センス配線221A~221Dの一部、複数の半導体装置1A、複数の導電接着剤233および複数の導線234を一括して封止している。
 各半導体装置1A側の構造に関して、ゲル状充填剤235は、チップ2の第1~第4側面5A~5Dを直接被覆する部分を含み、第1~第4側面5A~5Dの研削痕を埋めている。つまり、ゲル状充填剤235は、第1半導体領域6(エピタキシャル層)および第2半導体領域7(半導体基板)を直接被覆している。
 第1半導体領域6(エピタキシャル層)が第2半導体領域7(半導体基板)よりも厚い場合、第1半導体領域6に対するゲル状充填剤235の接触面積は、第2半導体領域7に対するゲル状充填剤235の接触面積よりも大きい。第1半導体領域6(エピタキシャル層)が第2半導体領域7(半導体基板)よりも薄い場合、第1半導体領域6に対するゲル状充填剤235の接触面積は、第2半導体領域7に対するゲル状充填剤235の接触面積よりも小さい。
 ゲル状充填剤235は、ゲート端子電極50のうち導線234から露出した部分を直接被覆する部分を含み、ゲート端子面51の研削痕を埋めている。ゲル状充填剤235は、ソース端子電極60のうち導線234から露出した部分を直接被覆する部分を含み、ソース端子面61の研削痕を埋めている。ゲル状充填剤235は、絶縁主面72および絶縁側壁73を直接被覆する部分を含み、絶縁主面72の研削痕および絶縁側壁73の研削痕を埋めている。
 ゲル状充填剤235は、ゲート電極30、ソース電極32、アッパー絶縁膜38、ゲート端子電極50のゲート端子側壁52およびソース端子電極60のソース端子側壁62に接触しない。複数の導線234に関して、ゲル状充填剤235は、複数の導線234の接合部を除く、複数の導線234の全域を直接被覆している。
 図10を参照して、半導体モジュール201Aの回路図は、第1~第4デバイス240A~240D、ドレイン端子D、ソース端子S、複数のゲート端子Gおよび複数のセンス端子SSを用いて示される。第1~第4デバイス240A~240Dは、第1~第4グループ232A~232D(複数の半導体装置1A)によってそれぞれ構成されている。
 ドレイン端子Dは、第1~第2端子225A~225Bによって構成され、第1~第4デバイス240A~240Dのドレイン電極77に電気的に接続されている。ソース端子Sは、第3~第4端子225C~225Dによって構成され、第1~第4デバイス240A~240Dのソース端子電極60に電気的に接続されている。
 複数のゲート端子Gは、第1~第4ゲート端子227A~227Dによってそれぞれ構成され、ゲート信号を個別的に伝達するように第1~第4デバイス240A~240Dのゲート端子電極50にそれぞれ電気的に接続されている。複数のセンス端子SSは、第1~第4センス端子228A~228Dによってそれぞれ構成され、ソースセンス信号を個別的に検出するように第1~第4デバイス240A~240Dのソース端子電極60にそれぞれ電気的に接続されている。
 第1~第4デバイス240A~240D(複数の半導体装置1A)は、この形態では、同時にオン状態およびオフ状態に制御される。つまり、第1~第4デバイス240A~240D(複数の半導体装置1A)は、全体として1つのデバイスを構成している。半導体モジュール201Aは、たとえば、インバータ装置(インバータ回路)等の電力変換装置(電力変換回路)のデバイスとして組み込まれてもよい。
 半導体モジュール201Aは、たとえば、ハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路、単相電力変換回路、多相電力変換回路(三相電力変換回路)等のハイサイドアーム(上アーム)やローサイドアーム(下アーム)を構成するスイッチングデバイスに組み込まれてもよい。
 配線パターン217のレイアウトは任意であり、図8に示されたレイアウトに制限されない。たとえば、第1~第4ドレイン配線218A~218Dのうちの少なくとも2つは、一体的に形成されていてもよい。また、第1~第2ソース配線219A~219Bは、一体的に形成されていてもよい。また、第1~第4ゲート配線220A~220Dのうちの少なくとも2つは、一体的に形成されていてもよい。また、第1~第4センス配線221A~221Dのうちの少なくとも2つは、一体的に形成されていてもよい。
 むろん、配線パターン217は、5つ以上のドレイン配線、3つ以上ソース配線、5つ以上ゲート配線および5つ以上のセンス配線を含んでいてもよい。また、第1~第3接続部材223A~223Cは必ずしも必要ではなく、必要に応じて取り除かれてもよい。その他、第1~第4ゲート端子227A~227Dは、第1~第4ゲート配線220A~220Dに機械的および電気的に接続されるように構成されていてもよい。また、また、第1~第4センス端子228A~228Dは、第1~第4センス配線221A~221Dに機械的および電気的に接続されるように構成されていてもよい。
 以上、半導体モジュール201Aは、筐体202、半導体装置1Aおよび絶縁性のゲル状充填剤235を含む。筐体202は、収容空間206を有する。半導体装置1Aは、チップ2、ゲート電極30(ソース電極32:主面電極)、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)および封止絶縁体71を含む。チップ2は、第1主面3を有している。ゲート電極30(ソース電極32)は、第1主面3の上に配置されている。
 ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、ゲート電極30(ソース電極32)の上に配置されている。封止絶縁体71は、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)の一部を露出させるように第1主面3の上でゲート端子電極50(ソース端子電極60)の周囲を被覆している。ゲル状充填剤235は、封止絶縁体71に接触するように収容空間206に充填され、当該収容空間206内で半導体装置1Aを封止している。
 この構造によれば、高い信頼性を有する半導体装置1Aを備えた半導体モジュール201Aを提供できる。また、この構造によれば、ゲル状充填剤235によって半導体装置1Aを保護できる。また、封止絶縁体71によれば、温度変化に起因するゲル状充填剤235の応力(引張応力および圧縮応力を含む)およびゲル状充填剤235の湿気から、封止絶縁体71の封止対象物を保護できる。
 つまり、封止絶縁体71によって、ゲル状充填剤235の応力に起因するダメージ(剥離を含む)およびゲル状充填剤235の湿気に起因する劣化(腐蝕を含む)から封止対象物を保護できる。これにより、形状不良や電気的特性の変動を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体モジュール201Aを提供できる。
 ゲル状充填剤235は、収容空間206において半導体装置1Aの全体を覆う高さ位置まで充填されていることが好ましい。この場合、ゲル状充填剤235によって半導体装置1Aを適切に保護できる。ゲル状充填剤235は、シリコーンゲルを含むことが好ましい。ゲル状充填剤235は、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)および封止絶縁体71に接触し、ゲート電極30(ソース電極32)に接触していないことが好ましい。この構造によれば、ゲル状充填剤235の応力や湿気からゲート電極30(ソース電極32)を保護できる。
 ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、ゲート電極30(ソース電極32)の周縁から間隔を空けてゲート電極30(ソース電極32)の上に配置されていることが好ましい。この場合、封止絶縁体71は、ゲート電極30(ソース電極32)の周縁部およびゲート端子電極50(ソース端子電極60)を被覆していることが好ましい。この構造によれば、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)および封止絶縁体71によって、ゲル状充填剤235の応力や湿気からゲート電極30(ソース電極32)を保護できる。
 封止絶縁体71は、ゲート端子面51(ソース端子面61)を露出させるようにゲート端子側壁52(ソース端子側壁62)を被覆していることが好ましい。この構造によれば、ゲル状充填剤235がゲート端子側壁52(ソース端子側壁62)および封止絶縁体71の間の領域に進入することを抑制できる。この場合、ゲル状充填剤235は、ゲート端子面51(ソース端子面61)を直接被覆する部分を有していることが好ましい。さらにこの場合、ゲル状充填剤235は、ゲート端子側壁52(ソース端子側壁62)を被覆していないことが好ましい。
 封止絶縁体71は、ゲート端子面51(ソース端子面61)と1つの平坦面を形成する絶縁主面72を有していることが好ましい。この場合、ゲル状充填剤235は、絶縁主面72を直接被覆する部分を有していることが好ましい。この構造によれば、ゲル状充填剤235がゲート端子側壁52(ソース端子側壁62)および封止絶縁体71の間の領域に進入することを適切に抑制できる。
 ゲル状充填剤235は、チップ2の第1~第4側面5A~5Dを直接被覆する部分を有していることが好ましい。ゲル状充填剤235は、封止絶縁体71の絶縁側壁73を直接被覆する部分を有していることが好ましい。この場合、封止絶縁体71は、チップ2の第1~第4側面5A~5Dと1つの平坦面を形成する絶縁側壁73を有していることが好ましい。この構造によれば、ゲル状充填剤235が第1~第4側面5A~5Dおよび絶縁側壁73の間の領域から侵入することを抑制できる。
 半導体装置1Aは、ゲート電極30(ソース電極32)を部分的に被覆するアッパー絶縁膜38を含むことが好ましい。この場合、封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38を被覆していることが好ましい。この構造によれば、封止絶縁体71によって、ゲル状充填剤235の応力や湿気からアッパー絶縁膜38を保護できる。
 この場合、封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38を挟んでゲート電極30(ソース電極32)を被覆する部分を有していることが好ましい。この構造によれば、アッパー絶縁膜38および封止絶縁体71によって、ゲル状充填剤235の応力や湿気からゲート電極30(ソース電極32)を保護できる。
 ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、アッパー絶縁膜38を直接被覆する部分を有していることが好ましい。この構造によれば、ゲート端子電極50(ソース端子電極60)によって、ゲル状充填剤235の応力や湿気からアッパー絶縁膜38を保護できる。アッパー絶縁膜38は、無機絶縁膜42および有機絶縁膜43のいずれか一方または双方を含むことが好ましい。
 アッパー絶縁膜38は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも厚いことが好ましい。アッパー絶縁膜38は、チップ2よりも薄いことが好ましい。封止絶縁体71は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも厚いことが好ましい。この構造によれば、比較的厚い封止絶縁体71によってゲート電極30(ソース電極32)を保護できると同時に、ゲート電極30(ソース電極32)からゲル状充填剤235を離間させることができる。
 封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38よりも厚いことが好ましい。この構造によれば、比較的厚い封止絶縁体71によってゲート電極30(ソース電極32)およびアッパー絶縁膜38を保護できると同時に、ゲート電極30(ソース電極32)およびアッパー絶縁膜38をゲル状充填剤235から離間させることができる。封止絶縁体71は、チップ2よりも厚いことが特に好ましい。この構造によれば、比較的厚い封止絶縁体71によって封止対象物を保護できると同時に、封止対象物からゲル状充填剤235を適切に離間させることができる。
 ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、ゲート電極30(ソース電極32)よりも厚いことが好ましい。ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、アッパー絶縁膜38よりも厚いことが好ましい。ゲート端子電極50(ソース端子電極60)は、チップ2よりも厚いことが特に好ましい。
 図11は、図1に示す半導体装置1Aが搭載された第2形態例に係る半導体モジュール201Bを示す平面図である。図12は、図11に示す半導体モジュール201Bを示す回路図である。半導体モジュール201Bは、半導体モジュール201Aを変形させた形態を有し、当該半導体モジュール201Aに係る効果と同様の効果を奏する。以下、半導体モジュール201Bにおいて半導体モジュール201Aと異なる点が説明される。
 図11を参照して、配線パターン217は、この形態では、第1~第2ドレイン配線218A~218B、第1~第2ソース配線219A~219B、第1~第2出力配線241A~241B、第1~第4ゲート配線220A~220Dおよび第1~第4センス配線221A~221Dを含む。第1~第4ゲート配線220A~220Dおよび第1~第4センス配線221A~221Dのレイアウトは、半導体モジュール201Aの場合と同様である。
 第1~第2ドレイン配線218A~218Bは、この形態では、互いに間隔を空けて第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1ドレイン配線218Aは、第1壁部209Aおよび第3壁部209Cの角部の近傍に配置されている。第2ドレイン配線218Bは、第1壁部209Aおよび第4壁部209Dの角部の近傍に配置されている。
 第1~第2ソース配線219A~219Bは、この形態では、互いに間隔を空けて第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1ソース配線219Aは、第2壁部209Bおよび第3壁部209Cの角部の近傍に配置されている。第2ドレイン配線218Bは、第2壁部209Bおよび第4壁部209Dの角部の近傍に配置されている。
 第1~第2出力配線241A~241Bは、この形態では、互いに間隔を空けて第1方向Xに延びる帯状にそれぞれ形成されている。第1出力配線241Aは、第1ドレイン配線218Aおよび第1ソース配線219Aの間の領域に配置されている。第2出力配線241Bは、第2ドレイン配線218Bおよび第2ソース配線219Bの間の領域に配置されている。
 第1接続部材223Aは、この形態では、第1ドレイン配線218Aおよび第2ドレイン配線218Bの間の領域に配置され、第1ドレイン配線218Aおよび第2ドレイン配線218Bを電気的に接続させている。第2接続部材223Bは、この形態では、第1ソース配線219Aおよび第2ソース配線219Bの間の領域に配置され、第1ソース配線219Aおよび第2ソース配線219Bを電気的に接続させている。第3接続部材223Cは、第1出力配線241Aおよび第2出力配線241Bの間の領域に配置され、第1出力配線241Aおよび第2出力配線241Bを電気的に接続させている。
 第1端子225Aは、この形態では、ドレイン端子として形成され、第1ドレイン配線218Aに電気的および機械的に接続されている。第2端子225Bは、この形態では、ソース端子として形成され、第1ソース配線219Aに電気的および機械的に接続されている。第3~第4端子225C~225Dは、この形態では、出力端子として形成され、第2出力配線241Bに電気的および機械的に接続されている。
 半導体モジュール201Bは、前述の半導体モジュール201Aと同様、第1~第4グループ232A~232Dを含む。第1~第4グループ232A~232Dは少なくとも1つの半導体装置1Aを含んでいればよく、第1~第4グループ232A~232Dに含まれる半導体装置1Aの個数は任意である。また、半導体モジュール201Bは、達成すべき電気回路を構成できる限り、必ずしも第1~第4グループ232A~232Dの全てを同時に含む必要はなく、第1~第4グループ232A~232Dのうちの少なくとも2つを含んでいればよい。
 第1グループ232Aを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第1ドレイン配線218Aに対向させた姿勢で当該第1ドレイン配線218Aの上に間隔を空けて配置されている。第2グループ232Bを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第2ドレイン配線218Bに対向させた姿勢で当該第2ドレイン配線218Bの上に間隔を空けて配置されている。
 第3グループ232Cを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第1出力配線241Aに対向させた姿勢で当該第1出力配線241Aの上に間隔を空けて配置されている。第4グループ232Dを構成する複数の半導体装置1Aは、ドレイン電極77を第2出力配線241Bに対向させた姿勢で当該第2出力配線241Bの上に間隔を空けて配置されている。
 複数の導電接着剤233は、この形態では、複数の半導体装置1Aおよび第1~第2ドレイン配線218A~218Bの間、ならびに、複数の半導体装置1Aおよび第1~第2出力配線241A~241Bの間にそれぞれ介在されている。
 複数の導線234は、複数の半導体装置1Aのゲート端子電極50を対応する第1~第4ゲート配線220A~220Dにそれぞれ接続させる複数の導線234を含む。複数の導線234は、複数の半導体装置1Aのソース端子電極60を対応する第1~第4センス配線221A~221Dにそれぞれ接続させる複数の導線234を含む。
 複数の導線234は、第1~第2グループ232A~232Bの複数の半導体装置1Aのソース端子電極60を対応する第1~第2出力配線241A~241Bにそれぞれ接続させる複数の導線234を含む。複数の導線234は、第3~第4グループ232C~232Dの複数の半導体装置1Aのソース端子電極60を対応する第1~第2ソース配線219A~219Bにそれぞれ接続させる複数の導線234を含む。
 図12を参照して、半導体モジュール201Bの回路図は、第1~第4デバイス240A~240D、ドレイン端子D、ソース端子S、出力端子O、複数のゲート端子Gおよび複数のセンス端子SSを用いて示される。第1~第4デバイス240A~240Dは、第1~第4グループ232A~232D(複数の半導体装置1A)によってそれぞれ構成されている。
 ドレイン端子は、第1端子225Aによって構成され、第1~第2デバイス240A~240Bのドレイン電極77にそれぞれ電気的に接続されている。ソース端子は、第2端子225Bによって構成され、第3~第4デバイス240C~240Dのソース端子電極60にそれぞれ電気的に接続されている。出力端子Oは、第3~第4端子225C~225Dによって構成され、第1~第2デバイス240A~240Bのソース端子電極60および第3~第4デバイス240C~240Dのドレイン電極77に電気的に接続されている。
 複数のゲート端子Gは、第1~第4ゲート端子227A~227Dによって構成され、ゲート信号を個別的に伝達するように第1~第4デバイス240A~240Dのゲート端子電極50にそれぞれ電気的に接続されている。複数のセンス端子SSは、第1~第4センス端子228A~228Dによって構成され、ソースセンス信号を個別的に検出するように第1~第4デバイス240A~240Dのソース端子電極60にそれぞれ電気的に接続されている。
 第1~第2デバイス240A~240B(複数の半導体装置1A)は、同時にオン状態およびオフ状態に制御される。つまり、第1~第2デバイス240A~240B(複数の半導体装置1A)は、全体として1つのデバイスを構成している。第3~第4デバイス240C~240D(複数の半導体装置1A)は、第1~第2デバイス240A~240Bとは異なるタイミングで同時にオン状態およびオフ状態に制御される。つまり、第3~第4デバイス240C~240Dは、全体として1つのデバイスを構成している。
 半導体モジュール201Bは、たとえば、インバータ装置(インバータ回路)等の電力変換装置(電力変換回路)のスイッチングデバイスとして組み込まれてもよい。半導体モジュール201Bは、たとえば、ハーフブリッジ回路、フルブリッジ回路、単相電力変換回路、多相電力変換回路(三相電力変換回路)等において、ハイサイドアーム(上アーム)およびローサイドアーム(下アーム)を含むアーム回路(たとえばU相アーム回路、V相アーム回路、W相アーム回路等)に組み込まれてもよい。
 また、配線パターン217のレイアウトは任意であり、図11に示されたレイアウトに制限されない。たとえば、第1~第2ドレイン配線218A~218Bは、一体的に形成されていてもよい。また、第1~第2ソース配線219A~219Bは、一体的に形成されていてもよい。また、第1~第2出力配線241A~241Bは、一体的に形成されていてもよい。
 また、第1~第4ゲート配線220A~220Dのうちの少なくとも2つは、一体的に形成されていてもよい。また、第1~第4センス配線221A~221Dのうちの少なくとも2つは、一体的に形成されていてもよい。むろん、配線パターン217は、3つ以上のドレイン配線、3つ以上ソース配線、3つ以上出力配線、5つ以上ゲート配線および5つ以上のセンス配線を含んでいてもよい。また、第1~第3接続部材223A~223Cは必ずしも必要ではなく、必要に応じて取り除かれてもよい。
 図13は、第2実施形態に係る半導体装置1Bを示す平面図である。図13を参照して、半導体装置1Bは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。半導体装置1Bは、具体的には、少なくとも1つ(この形態では複数)の引き出し端子部100を有するソース端子電極60を含む。複数の引き出し端子部100は、具体的には、第2方向Yにゲート端子電極50に対向するようにソース電極32の複数の引き出し電極部34A、34Bの上にそれぞれ引き出されている。つまり、複数の引き出し端子部100は、平面視において第2方向Yの両サイドからゲート端子電極50を挟み込んでいる。
 以上、半導体装置1Bによっても半導体装置1Aに係る効果と同様の効果が奏される。むろん、前述の半導体モジュール201A、201Bは、半導体装置1Aに代えてまたはこれに加えて、半導体装置1Bを含んでいてもよい。半導体装置1Bを含む半導体モジュール201A、201Bによっても、半導体モジュール201A、201Bに係る効果と同様の効果が奏される。
 図14は、第3実施形態に係る半導体装置1Cを示す平面図である。図15は、図14に示すXV-XV線に沿う断面図である。図16は、図14に示す半導体装置1Cの電気的構成を示す回路図である。図14~図16を参照して、半導体装置1Cは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。
 半導体装置1Cは、具体的には、ソース電極32の上に間隔を空けて配置された複数のソース端子電極60を含む。半導体装置1Cは、この形態では、ソース電極32の本体電極部33の上に配置された少なくとも1つ(この形態では1つ)のソース端子電極60、および、ソース電極32の引き出し電極部34A、34Bの上に配置された少なくとも1つ(この形態では複数)のソース端子電極60を含む。
 本体電極部33側のソース端子電極60は、この形態では、ドレインソース電流IDSを導通させるメイン端子電極102として形成されている。複数の引き出し電極部34A、34B側の複数のソース端子電極60は、この形態では、ドレインソース電流IDSを監視するモニタ電流IMを導通させるセンス端子電極103として形成されている。各センス端子電極103は、平面視においてメイン端子電極102の面積未満の面積を有している。
 一方のセンス端子電極103は、第1引き出し電極部34Aの上に配置され、平面視において第2方向Yにゲート端子電極50に対向している。他方のセンス端子電極103は、第2引き出し電極部34Bの上に配置され、平面視において第2方向Yにゲート端子電極50に対向している。これにより、複数のセンス端子電極103は、平面視において第2方向Yの両サイドからゲート端子電極50を挟み込んでいる。
 図16を参照して、半導体装置1Cでは、ゲート端子電極50にゲート駆動回路106が電気的に接続され、メイン端子電極102に少なくとも1つの第1抵抗R1が電気的に接続され、複数のセンス端子電極103に少なくとも1つの第2抵抗R2が接続される。第1抵抗R1は、半導体装置1Cで生成されたドレインソース電流IDSを導通させるように構成される。第2抵抗R2は、ドレインソース電流IDS未満の値を有するモニタ電流IMを導通させるように構成される。
 第1抵抗R1は、第1抵抗値を有する抵抗器または導電接合部材であってもよい。第2抵抗R2は、第1抵抗値よりも大きい第2抵抗値を有する抵抗器または導電接合部材であってもよい。導電接合部材は、導体板または導線234であってもよい。つまり、第1抵抗値を有する少なくとも1つの導線234がメイン端子電極102に接続されてもよい。
 また、第1抵抗値を超える第2抵抗値を有する少なくとも1つの導線234が少なくとも1つのセンス端子電極103に接続されてもよい。第2ボンディングワイヤは、第1ボンディングワイヤのライン太さ未満のライン太さを有していてもよい。この場合、センス端子電極103に対する第2ボンディングワイヤの接合面積は、メイン端子電極102に対する第1ボンディングワイヤの接合面積未満であってもよい。
 以上、半導体装置1Cによっても半導体装置1Aに係る効果と同様の効果が奏される。むろん、前述の半導体モジュール201A、201Bは、半導体装置1Aに代えてまたはこれに加えて、半導体装置1Cを含んでいてもよい。この場合、ソース端子電極60のうちのセンス端子電極103は、導線234を介して対応する第1~第4センス配線221A~221Dに電気的に接続されてもよい。半導体装置1Cを含む半導体モジュール201A、201Bによっても、半導体モジュール201A、201Bに係る効果と同様の効果が奏される。
 この形態では、センス端子電極103が引き出し電極部34A、34Bの上に配置された例が示されたが、センス端子電極103の配置箇所は任意である。したがって、センス端子電極103は、本体電極部33の上に配置されてもよい。この形態では、センス端子電極103が半導体装置1Aに適用された例が示された。むろん、センス端子電極103は、第2実施形態に適用されてもよい。
 図17は、第4実施形態に係る半導体装置1Dを示す平面図である。図18は、図17に示すXVIII-XVIII線に沿う断面図である。図17および図18を参照して、半導体装置1Dは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。半導体装置1Dは、具体的には、ソース電極32に形成された間隙部107を含む。
 間隙部107は、ソース電極32の本体電極部33に形成されている。間隙部107は、断面視においてソース電極32を貫通し、層間絶縁膜27の一部を露出させている。間隙部107は、この形態では、ソース電極32の壁部のうちゲート電極30に第1方向Xに対向する部分からソース電極32の内方部に向けて帯状に延びている。
 間隙部107は、この形態では、第1方向Xに延びる帯状に形成されている。間隙部107は、この形態では、平面視においてソース電極32の中央部を第1方向Xに横切っている。間隙部107は、平面視においてソース電極32の第4側面5D側の壁部から内方(ゲート電極30側)に間隔を空けた位置に端部を有している。むろん、間隙部107は、ソース電極32を第2方向Yに分断していてもよい。
 半導体装置1Dは、ゲート電極30から間隙部107内に引き出されたゲート中間配線109を含む。ゲート中間配線109は、ゲート電極30(複数のゲート配線36A、36B)と同様、第1ゲート導体膜55および第2ゲート導体膜56を含む積層構造を有している。ゲート中間配線109は、平面視においてソース電極32から間隔を空けて形成され、間隙部107に沿って帯状に延びている。
 ゲート中間配線109は、活性面8(第1主面3)の内方部において層間絶縁膜27を貫通して複数のゲート構造15に電気的に接続されている。ゲート中間配線109は、複数のゲート構造15に直接接続されていてもよいし、導体膜を介して複数のゲート構造15に電気的に接続されていてもよい。
 前述のアッパー絶縁膜38は、この形態では、間隙部107を被覆する間隙被覆部110を含む。間隙被覆部110は、間隙部107内においてゲート中間配線109の全域を被覆している。間隙被覆部110は、ソース電極32の周縁部を被覆するように間隙部107内からソース電極32の上に引き出されていてもよい。
 半導体装置1Dは、この形態では、ソース電極32の上に間隔を空けて配置された複数のソース端子電極60を含む。複数のソース端子電極60は、平面視において間隙部107から間隔を空けてソース電極32の上にそれぞれ配置され、第2方向Yに互いに対向している。複数のソース端子電極60は、この形態では、間隙被覆部110を露出させるように配置されている。
 複数のソース端子電極60は、この形態では、平面視において四角形状(具体的には第1方向Xに延びる長方形状)にそれぞれ形成されている。複数のソース端子電極60の平面形状は、任意であり、四角形状以外の多角形状、円形状または楕円形状に形成されていてもよい。複数のソース端子電極60は、アッパー絶縁膜38の間隙被覆部110の上に形成された第2突出部63を含んでいてもよい。
 前述の封止絶縁体71は、この形態では、複数のソース端子電極60の間の領域において間隙部107を被覆している。封止絶縁体71は、複数のソース端子電極60の間の領域においてアッパー絶縁膜38の間隙被覆部110を被覆している。つまり、封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38を挟んでゲート中間配線109を被覆している。
 この形態では、アッパー絶縁膜38が間隙被覆部110を有している例が示された。しかし、間隙被覆部110の有無は任意であり、間隙被覆部110を有さないアッパー絶縁膜38が形成されてもよい。この場合、複数のソース端子電極60は、ゲート中間配線109を露出させるようにソース電極32の上に配置される。封止絶縁体71は、ゲート中間配線109を直接被覆し、ソース電極32からゲート中間配線109を電気的に絶縁させる。封止絶縁体71は、間隙部107内においてソース電極32およびゲート中間配線109の間の領域から露出した層間絶縁膜27の一部を直接被覆する。
 以上、半導体装置1Dによっても半導体装置1Aに係る効果と同様の効果が奏される。むろん、前述の半導体モジュール201A、201Bは、半導体装置1Aに代えてまたはこれに加えて、半導体装置1Dを含んでいてもよい。半導体装置1Dを含む半導体モジュール201A、201Bによっても、半導体モジュール201A、201Bに係る効果と同様の効果が奏される。
 この形態では、間隙部107、ゲート中間配線109、間隙被覆部110等が半導体装置1Aに適用された例が示された。むろん、間隙部107、ゲート中間配線109、間隙被覆部110等は、第2~第3実施形態に適用されてもよい。
 図19は、第5実施形態に係る半導体装置1Eを示す平面図である。図19を参照して、半導体装置1Eは、第4実施形態に係る半導体装置1Dの特徴(ゲート中間配線109を有する構造)を、第3実施形態に係る半導体装置1Cの特徴(センス端子電極103を有する構造)に組み合わせた形態を有している。このような形態を有する半導体装置1Eによっても半導体装置1Aに係る効果と同様の効果が奏される。
 図20は、第6実施形態に係る半導体装置1Fを示す平面図である。図20を参照して、半導体装置1Fは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。半導体装置1Fは、具体的には、チップ2の任意の角部に沿う領域に配置されたゲート電極30を有している。
 つまり、ゲート電極30は、第1主面3の中央部を第1方向Xに横切る第1直線L1(二点鎖線部参照)、および、第1主面3の中央部を第2方向Yに横切る第2直線L2(二点鎖線部参照)を設定したとき、第1直線L1および第2直線L2の双方からずれた位置に配置されている。ゲート電極30は、この形態では、平面視において第2側面5Bおよび第3側面5Cを接続する角部に沿う領域に配置されている。
 前述のソース電極32に係る複数の引き出し電極部34A、34Bは、第1実施形態の場合と同様、平面視において第2方向Yの両サイドからゲート電極30を挟み込んでいる。第1引き出し電極部34Aは、第1平面積で本体電極部33から引き出されている。第2引き出し電極部34Bは、第1平面積未満の第2平面積で本体電極部33から引き出されている。むろん、ソース電極32は、第2引き出し電極部34Bを有さず、本体電極部33および第1引き出し電極部34Aのみを含んでいてもよい。
 前述のゲート端子電極50は、第1実施形態の場合と同様、ゲート電極30の上に配置されている。ゲート端子電極50は、この形態では、チップ2の任意の角部に沿う領域に配置されている。つまり、ゲート端子電極50は、平面視において第1直線L1および第2直線L2の双方からずれた位置に配置されている。ゲート端子電極50は、この形態では、平面視において第2側面5Bおよび第3側面5Cを接続する角部に沿う領域に配置されている。
 前述のソース端子電極60は、この形態では、第1引き出し電極部34Aの上に引き出された引き出し端子部100を有している。ソース端子電極60は、この形態では、第2引き出し電極部34Bの上に引き出された引き出し端子部100を有していない。したがって、引き出し端子部100は、第2方向Yの一方側からゲート端子電極50に対向している。ソース端子電極60は、引き出し端子部100を有することにより、第1方向Xおよび第2方向Yの2方向からゲート端子電極50に対向する部分を有している。
 以上、半導体装置1Fによっても半導体装置1Aに係る効果と同様の効果が奏される。むろん、前述の半導体モジュール201A、201Bは、半導体装置1Aに代えてまたはこれに加えて、半導体装置1Fを含んでいてもよい。半導体装置1Fを含む半導体モジュール201A、201Bによっても、半導体モジュール201A、201Bに係る効果と同様の効果が奏される。ゲート電極30およびゲート端子電極50がチップ2の角部に沿う領域に配置された構造は、第2~第5実施形態に適用されてもよい。
 図21は、第7実施形態に係る半導体装置1Gを示す平面図である。図21を参照して、半導体装置1Gは、半導体装置1Aを変形させた形態を有している。半導体装置1Gは、具体的には、平面視において第1主面3(活性面8)の中央部に配置されたゲート電極30を有している。
 つまり、ゲート電極30は、第1主面3の中央部を第1方向Xに横切る第1直線L1(二点鎖線部参照)、および、第1主面3の中央部を第2方向Yに横切る第2直線L2(二点鎖線部参照)を設定したとき、第1直線L1および第2直線L2の交差部Crを被覆するように配置されている。前述のソース電極32は、この形態では、平面視においてゲート電極30を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 半導体装置1Gは、ソース電極32に形成された複数の間隙部107A、107Bを含む。複数の間隙部107A、107Bは、第1間隙部107Aおよび第2間隙部107Bを含む。第1間隙部107Aは、ソース電極32の一方側(第1側面5A側)の領域において第1方向Xに延びる部分を第2方向Yに横切っている。第1間隙部107Aは、平面視においてゲート電極30に第2方向Yに対向している。
 第2間隙部107Bは、ソース電極32の他方側(第2側面5B側)の領域において第1方向Xに延びる部分を第2方向Yに横切っている。第2間隙部107Bは、平面視においてゲート電極30に第2方向Yに対向している。第2間隙部107Bは、この形態では、平面視においてゲート電極30を挟んで第1間隙部107Aに対向している。
 前述の第1ゲート配線36Aは、ゲート電極30から第1間隙部107A内に引き出されている。第1ゲート配線36Aは、具体的には、第1間隙部107A内を第2方向Yに帯状に延びる部分、および、第1側面5A(第1接続面10A)に沿って第1方向Xに帯状に延びる部分を有している。前述の第2ゲート配線36Bは、ゲート電極30から第2間隙部107B内に引き出されている。第2ゲート配線36Bは、具体的には、第2間隙部107B内を第2方向Yに帯状に延びる部分、および、第2側面5B(第2接続面10B)に沿って第1方向Xに帯状に延びる部分を有している。
 複数のゲート配線36A、36Bは、第1実施形態の場合と同様、複数のゲート構造15の両端部に交差(具体的には直交)している。複数のゲート配線36A、36Bは、層間絶縁膜27を貫通して複数のゲート構造15に電気的に接続されている。複数のゲート配線36A、36Bは、複数のゲート構造15に直接接続されていてもよいし、導体膜を介して複数のゲート構造15に電気的に接続されていてもよい。
 前述のソース配線37は、この形態では、ソース電極32の複数個所から引き出され、ゲート電極30、ソース電極32およびゲート配線36A、36Bを取り囲んでいる。むろん、ソース配線37は、第1実施形態のようにソース電極32の単一箇所から引き出されていてもよい。
 前述のアッパー絶縁膜38は、この形態では、複数の間隙部107A、107Bをそれぞれ被覆する複数の間隙被覆部110A、110Bを含む。複数の間隙被覆部110A、110Bは、第1間隙被覆部110Aおよび第2間隙被覆部110Bを含む。第1間隙被覆部110Aは、第1間隙部107A内において第1ゲート配線36Aの全域を被覆している。第2間隙被覆部110Bは、第2間隙部107B内において第2ゲート配線36Bの全域を被覆している。複数の間隙被覆部110A、110Bは、ソース電極32の周縁部を被覆するように複数の間隙部107A、107B内からソース電極32の上にそれぞれ引き出されている。
 前述のゲート端子電極50は、第1実施形態の場合と同様、ゲート電極30の上に配置されている。ゲート端子電極50は、この形態では、第1主面3(活性面8)の中央部に配置されている。つまり、ゲート端子電極50は、第1主面3の中央部を第1方向Xに横切る第1直線L1(二点鎖線部参照)、および、第1主面3の中央部を第2方向Yに横切る第2直線L2(二点鎖線部参照)を設定したとき、第1直線L1および第2直線L2の交差部Crを被覆するように配置されている。
 半導体装置1Gは、この形態では、ソース電極32の上に間隔を空けて配置された複数のソース端子電極60を含む。複数のソース端子電極60は、平面視において複数の間隙部107A、107Bから間隔を空けてソース電極32の上にそれぞれ配置され、第1方向Xに互いに対向している。複数のソース端子電極60は、この形態では、複数の間隙部107A、107Bを露出させるように配置されている。
 複数のソース端子電極60は、この形態では、平面視においてソース電極32に沿って延びる帯状(具体的にはゲート端子電極50に沿って湾曲したC字形状)にそれぞれ形成されている。複数のソース端子電極60の平面形状は、任意であり、四角形状、四角形状以外の多角形状、円形状または楕円形状に形成されていてもよい。複数のソース端子電極60は、アッパー絶縁膜38の間隙被覆部110A、110Bの上に形成された第2突出部63を含んでいてもよい。
 前述の封止絶縁体71は、この形態では、複数のソース端子電極60の間の領域において複数の間隙部107A、107Bを被覆している。封止絶縁体71は、この形態では、複数のソース端子電極60の間の領域において複数の間隙被覆部110A、110Bを被覆している。つまり、封止絶縁体71は、複数の間隙被覆部110A、110Bを挟んで複数のゲート配線36A、36Bを被覆している。
 この形態では、アッパー絶縁膜38が間隙被覆部110A、110Bを有している例が示された。しかし、複数の間隙被覆部110A、110Bの有無は任意であり、複数の間隙被覆部110A、110Bを有さないアッパー絶縁膜38が形成されてもよい。この場合、複数のソース端子電極60は、ゲート配線36A、36Bを露出させるようにソース電極32の上に配置される。
 封止絶縁体71は、ゲート配線36A、36Bを直接被覆し、ソース電極32からゲート配線36A、36Bを電気的に絶縁させる。封止絶縁体71は、複数の間隙部107A、107B内においてソース電極32およびゲート配線36A、36Bの間の領域から露出した層間絶縁膜27の一部を直接被覆する。
 以上、半導体装置1Gによっても半導体装置1Aに係る効果と同様の効果が奏される。むろん、前述の半導体モジュール201A、201Bは、半導体装置1Aに代えてまたはこれに加えて、半導体装置1Gを含んでいてもよい。半導体装置1Gを含む半導体モジュール201A、201Bによっても、半導体モジュール201A、201Bに係る効果と同様の効果が奏される。ゲート電極30およびゲート端子電極50がチップ2の中央部に配置された構造は、第2~第6実施形態に適用されてもよい。
 図22は、第8実施形態に係る半導体装置1Hを示す平面図である。図23は、図22に示すXXIII-XXIII線に沿う断面図である。半導体装置1Hは、前述のチップ2を含む。チップ2は、この形態では、メサ部11を有さず、平坦な第1主面3を含む。半導体装置1Hは、チップ2に形成されたダイオードの一例としてのSBD(Schottky Barrier Diode)構造120を含む。
 半導体装置1Hは、第1主面3の内方部に形成されたn型のダイオード領域121を含む。ダイオード領域121は、この形態では、第1半導体領域6の一部を利用して形成されている。
 半導体装置1Hは、第1主面3においてダイオード領域121を他の領域から区画するp型のガード領域122を含む。ガード領域122は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて第1半導体領域6の表層部に形成されている。ガード領域122は、この形態では、平面視においてダイオード領域121を取り囲む環状(この形態では四角環状)に形成されている。ガード領域122は、ダイオード領域121側の内縁部、および、第1主面3の周縁側の外縁部を有している。
 半導体装置1Hは、第1主面3を選択的に被覆する前述の主面絶縁膜25を含む。主面絶縁膜25は、ダイオード領域121およびガード領域122の内縁部を露出させるダイオード開口123を有している。主面絶縁膜25は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて形成され、第1主面3の周縁部から第1主面3(第1半導体領域6)を露出させている。むろん、主面絶縁膜25は、第1主面3の周縁部を被覆していてもよい。この場合、主面絶縁膜25の周縁部は、第1~第4側面5A~5Dに連なっていてもよい。
 半導体装置1Hは、第1主面3の上に配置された第1極性電極124(主面電極)を含む。第1極性電極124は、この形態では、「アノード電極」である。第1極性電極124は、第1主面3の周縁から内方に間隔を空けて配置されている。第1極性電極124は、この形態では、平面視において第1主面3の周縁に沿う四角形状に形成されている。第1極性電極124は、主面絶縁膜25の上からダイオード開口123に入り込み、第1主面3およびガード領域122の内縁部に電気的に接続されている。
 第1極性電極124は、ダイオード領域121(第1半導体領域6)とショットキー接合を形成している。これにより、SBD構造120が形成されている。第1極性電極124の平面積は、第1主面3の50%以上であることが好ましい。第1極性電極124の平面積は、第1主面3の75%以上であることが特に好ましい。第1極性電極124は、0.5μm以上15μm以下の厚さを有していてもよい。
 第1極性電極124は、Ti系金属膜およびAl系金属膜を含む積層構造を有していてもよい。Ti系金属膜は、Ti膜またはTiN膜からなる単層構造を有していてもよい。Ti系金属膜は、Ti膜およびTiN膜を任意の順序で含む積層構造を有していてもよい。Al系金属膜は、Ti系金属膜よりも厚いことが好ましい。Al系金属膜は、純Al膜(純度が99%以上のAl膜)、AlCu合金膜、AlSi合金膜、および、AlSiCu合金膜のうちの少なくとも1つを含んでいてもよい。
 半導体装置1Hは、主面絶縁膜25および第1極性電極124を選択的に被覆する前述のアッパー絶縁膜38を含む。アッパー絶縁膜38は、第1実施形態の場合と同様、チップ2側からこの順に積層された無機絶縁膜42および有機絶縁膜43を含む積層構造を有している。アッパー絶縁膜38は、この形態では、平面視において第1極性電極124の内方部を露出させるコンタクト開口125を有し、全周に亘って第1極性電極124の周縁部を被覆している。コンタクト開口125は、この形態では、平面視において四角形状に形成されている。
 アッパー絶縁膜38は、第1主面3の周縁(第1~第4側面5A~5D)から内方に間隔を空けて形成され、第1主面3の周縁との間でダイシングストリート41を区画している。ダイシングストリート41は、平面視において第1主面3の周縁に沿って延びる帯状に形成されている。ダイシングストリート41は、この形態では、平面視において第1主面3の内方部を取り囲む環状(具体的には四角環状)に形成されている。
 ダイシングストリート41は、この形態では、第1主面3(第1半導体領域6)を露出させている。むろん、主面絶縁膜25が第1主面3の周縁部を被覆している場合、ダイシングストリート41は、主面絶縁膜25を露出させていてもよい。アッパー絶縁膜38は、第1極性電極124の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。アッパー絶縁膜38の厚さは、チップ2の厚さ未満であってもよい。
 半導体装置1Hは、第1極性電極124の上に配置された端子電極126を含む。端子電極126は、第1極性電極124においてコンタクト開口125から露出した部分の上に柱状に立設されている。端子電極126は、平面視において第1極性電極124の面積未満の面積を有し、第1極性電極124の周縁から間隔を空けて第1極性電極124の内方部の上に配置されていてもよい。端子電極126は、この形態では、平面視において第1~第4側面5A~5Dに平行な4辺を有する多角形状(この形態では四角形状)に形成されている。
 端子電極126は、端子面127および端子側壁128を有している。端子面127は、第1主面3に沿って平坦に延びている。端子面127は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。端子側壁128は、この形態では、アッパー絶縁膜38(具体的には有機絶縁膜43)の上に位置している。
 つまり、端子電極126は、無機絶縁膜42および有機絶縁膜43に接する部分を含む。端子側壁128は、法線方向Zに略鉛直に延びている。「略鉛直」は、湾曲(蛇行)しながら積層方向に延びている形態も含む。端子側壁128は、アッパー絶縁膜38を挟んで第1極性電極124に対向する部分を含む。端子側壁128は、研削痕を有さない平滑面からなることが好ましい。
 端子電極126は、この形態では、端子側壁128の下端部において外方に向けて突出した突出部129を有している。突出部129は、端子側壁128の中間部よりもアッパー絶縁膜38(有機絶縁膜43)側の領域に形成されている。突出部129は、アッパー絶縁膜38の外面に沿って延び、断面視において端子側壁128から先端部に向けて厚さが徐々に小さくなる先細り形状に形成されている。これにより、突出部129は、鋭角を成す尖鋭形状の先端部を有している。むろん、突出部129を有さない端子電極126が形成されてもよい。
 端子電極126は、第1極性電極124の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。端子電極126の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。端子電極126の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。むろん、端子電極126の厚さは、チップ2の厚さ未満であってもよい。
 端子電極126の厚さは、10μm以上300μm以下であってもよい。端子電極126の厚さは、30μm以上であることが好ましい。端子電極126の厚さは、80μm以上200μm以下であることが特に好ましい。端子電極126は、第1主面3の50%以上の平面積を有していることが好ましい。端子電極126の平面積は、第1主面3の75%以上であることが特に好ましい。
 端子電極126は、この形態では、第1極性電極124側からこの順に積層された第1導体膜133および第2導体膜134を含む積層構造を有している。第1導体膜133は、Ti系金属膜を含んでいてもよい。第1導体膜133は、Ti膜またはTiN膜からなる単層構造を有していてもよい。
 第1導体膜133は、任意の順序で積層されたTi膜およびTiN膜を含む積層構造を有していてもよい。第1導体膜133は、第1極性電極124の厚さ未満の厚さを有している。第1導体膜133は、コンタクト開口125内において第1極性電極124を膜状に被覆し、アッパー絶縁膜38の上に膜状に引き出されている。第1導体膜133は、突出部129の一部を形成している。第1導体膜133は、必ずしも形成されている必要はなく、取り除かれてもよい。
 第2導体膜134は、端子電極126の本体を形成している。第2導体膜134は、Cu系金属膜を含んでいてもよい。Cu系金属膜は、純Cu膜(純度が99%以上のCu膜)またはCu合金膜であってもよい。第2導体膜134は、この形態では、純Cuめっき膜を含む。第2導体膜134は、第1極性電極124の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。第2導体膜134の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。第2導体膜134の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。
 第2導体膜134は、コンタクト開口125内において第1導体膜133を挟んで第1極性電極124を被覆し、第1導体膜133を挟んでアッパー絶縁膜38の上に膜状に引き出されている。第2導体膜134は、突出部129の一部を形成している。つまり、突出部129は、第1導体膜133および第2導体膜134を含む積層構造を有している。第2導体膜134は、突出部129内において第1導体膜133の厚さを超える厚さを有している。
 半導体装置1Hは、第1主面3を被覆する前述の封止絶縁体71を含む。封止絶縁体71は、この形態では、第1主面3の上において端子電極126の一部を露出させるように端子電極126の周囲を被覆している。封止絶縁体71は、具体的には、端子面127を露出させ、端子側壁128を被覆している。封止絶縁体71は、この形態では、突出部129を被覆し、突出部129を挟んでアッパー絶縁膜38に対向している。封止絶縁体71は、端子電極126の抜け落ちを抑制する。
 封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38を直接被覆する部分を有している。封止絶縁体71は、アッパー絶縁膜38を挟んで第1極性電極124を被覆している。封止絶縁体71は、第1主面3の周縁部においてアッパー絶縁膜38によって区画されたダイシングストリート41を被覆している。封止絶縁体71は、この形態では、ダイシングストリート41において第1主面3(第1半導体領域6)を直接被覆している。むろん、ダイシングストリート41から主面絶縁膜25が露出している場合、封止絶縁体71は、ダイシングストリート41において主面絶縁膜25を直接被覆していてもよい。
 封止絶縁体71は、第1極性電極124の厚さを超える厚さを有していることが好ましい。封止絶縁体71の厚さは、アッパー絶縁膜38の厚さを超えていることが特に好ましい。封止絶縁体71の厚さは、この形態では、チップ2の厚さを超えている。むろん、封止絶縁体71の厚さは、チップ2の厚さ未満であってもよい。封止絶縁体71の厚さは、10μm以上300μm以下であってもよい。封止絶縁体71の厚さは、30μm以上であることが好ましい。封止絶縁体71の厚さは、80μm以上200μm以下であることが特に好ましい。
 封止絶縁体71は、絶縁主面72および絶縁側壁73を有している。絶縁主面72は、第1主面3に沿って平坦に延びている。絶縁主面72は、端子面127と1つの平坦面を形成している。絶縁主面72は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。この場合、絶縁主面72は、端子面127と1つの研削面を形成していることが好ましい。
 絶縁側壁73は、絶縁主面72の周縁からチップ2に向かって延び、第1~第4側面5A~5Dに連なっている。絶縁側壁73は、絶縁主面72に対してほぼ直角に形成されている。絶縁側壁73が絶縁主面72との間で成す角度は、88°以上92°以下であってもよい。絶縁側壁73は、研削痕を有する研削面からなっていてもよい。絶縁側壁73は、第1~第4側面5A~5Dと1つの研削面を形成していてもよい。
 半導体装置1Hは、第2主面4を被覆する第2極性電極136(第2主面電極)を含む。第2極性電極136は、この形態では「カソード電極」である。第2極性電極136は、第2主面4に電気的に接続されている。第2極性電極136は、第2主面4から露出した第2半導体領域7とオーミック接触を形成している。第2極性電極136は、チップ2の周縁(第1~第4側面5A~5D)に連なるように第2主面4の全域を被覆していてもよい。
 第2極性電極136は、チップ2の周縁から内方に間隔を空けて第2主面4を被覆していてもよい。第2極性電極136は、端子電極126との間に500V以上3000V以下の電圧が印加されるように構成される。つまり、チップ2は、第1主面3および第2主面4の間に500V以上3000V以下の電圧が印加されるように形成されている。
 以上、半導体装置1Hは、チップ2、第1極性電極124(主面電極)、端子電極126および封止絶縁体71を含む。チップ2は、第1主面3を有している。第1極性電極124は、第1主面3の上に配置されている。端子電極126は、第1極性電極124の上に配置されている。封止絶縁体71は、端子電極126の一部を露出させるように第1主面3の上で端子電極126の周囲を被覆している。
 この構造によれば、封止絶縁体71によって外力や湿気から封止対象物を保護できる。つまり、外力に起因するダメージや湿気に起因する劣化から封止対象物を保護できる。これにより、形状不良や電気的特性の変動を抑制できる。よって、信頼性を向上できる半導体装置1Hを提供できる。
 このように、半導体装置1Hによれば、半導体装置1Aに係る効果と同様の効果が奏される。むろん、前述の半導体モジュール201A、201Bは、半導体装置1Aに代えて又はこれに加えて半導体装置1Hを含んでいてもよい。半導体装置1Hを含む半導体モジュール201A、201Bによっても、半導体モジュール201A、201Bに係る効果と同様の効果が奏される。
 半導体モジュール201A、201Bが半導体装置1Aに代えて半導体装置1Hを含む形態は、前述の半導体モジュール201A、201Bの説明において「ドレイン」を「カソード」に置き換え、「ソース」を「アノード」に置き換えることによって得られる。この場合、第1~第2端子225A~225Bはカソード端子となり、第3~第4端子225C~225Dはアノード端子となる。
 第1~第4ゲート端子227A~227Dおよび第1~第4センス端子228A~228Dは使用されない。半導体装置1Hは、第2極性電極136を対応するカソード配線に対向させた姿勢で当該カソード配線の上に配置される。半導体装置1Hの端子電極126は、導線234を介して対応するアノード配線に電気的に接続される。
 半導体モジュール201A、201Bが半導体装置1Aに加えて半導体装置1Hを含む場合、少なくとも1つの半導体装置1Hが還流ダイオードとして各半導体装置1Aに並列接続さてもよい。この場合、半導体装置1Hは、第2極性電極136を対応する第1~第4ドレイン配線218A~218Dに対向させた姿勢で当該第1~第4ドレイン配線218A~218Dの上に配置される。各半導体装置1Hの端子電極126は、導線234を介して対応する第1~第2ソース配線219A~219Bに電気的に接続される。
 以下、各実施形態に適用される変形例が示される。図24は、各実施形態に適用されるチップ2の変形例を示す断面図である。図24では、一例として、変形例に係るチップ2が半導体装置1Aに適用された形態が示されている。しかし、変形例に係るチップ2は、第2~第8実施形態に適用されてもよい。
 図24を参照して、半導体装置1Aは、チップ2の内部において第2半導体領域7を有さず、第1半導体領域6のみを含んでいてもよい。この場合、第1半導体領域6は、チップ2の第1主面3、第2主面4および第1~第4側面5A~5Dから露出している。つまり、チップ2は、この形態では、半導体基板を有さず、エピタキシャル層からなる単層構造を有している。
 図25は、各実施形態に適用される封止絶縁体71の変形例を示す断面図である。図25では、一例として、変形例に係る封止絶縁体71が半導体装置1Aに適用された形態が示されている。しかし、変形例に係る封止絶縁体71は、第2~第10実施形態に適用されてもよい。図25を参照して、半導体装置1Aは、アッパー絶縁膜38の全域を被覆する封止絶縁体71を含んでいてもよい。
 この場合、第1~第7実施形態では、アッパー絶縁膜38に接しないゲート端子電極50およびアッパー絶縁膜38に接しないソース端子電極60が形成される。この場合、封止絶縁体71は、ゲート電極30およびソース電極32を直接被覆する部分を有していてもよい。一方、第8実施形態では、アッパー絶縁膜38に接しない端子電極126が形成される。この場合、封止絶縁体71は、第1極性電極124を直接被覆する部分を有していてもよい。
 前述の各実施形態はさらに他の形態で実施できる。たとえば、ゲル状充填剤235が筐体202の収容空間206内において半導体装置1A~1Hの封止絶縁体71に接触する構造である限り、半導体モジュール201A、201Bの形態は任意であり、図8~図12に示された形態に限定されない。半導体モジュール201A、201Bを構成する種々の部材の形状、レイアウト、個数等は必要に応じて変更されてもよい。
 また、前述の半導体モジュール201A、201Bは、前述の第1~第8実施形態に係る半導体装置1A~1Hのうちの少なくとも2つを同時に含んでいてもよい。また、前述の第1~第8実施形態で開示された特徴は、それらの間で適宜組み合わされることができる。すなわち、前述の第1~第8実施形態で開示された特徴のうちの少なくとも2つの特徴を同時に含む形態が採用されてもよい。
 前述の各実施形態では、メサ部11を有するチップ2が示された。しかし、メサ部11を有さず、平坦に延びる第1主面3を有するチップ2が採用されてもよい。この場合、サイドウォール構造26は取り除かれる。
 前述の各実施形態では、ソース配線37を有する形態が示された。しかし、ソース配線37を有さない形態が採用されてもよい。前述の各実施形態では、チップ2の内部においてチャネルを制御するトレンチゲート型のゲート構造15が示された。しかし、第1主面3の上からチャネルを制御するプレーナゲート型のゲート構造15が採用されてもよい。
 前述の各実施形態では、MISFET構造12およびSBD構造120が異なるチップ2に形成された形態が示された。しかし、MISFET構造12およびSBD構造120は、同一のチップ2において第1主面3の異なる領域に形成されていてもよい。この場合、SBD構造120は、MISFET構造12の還流ダイオードとして形成されていてもよい。
 前述の各実施形態では、「第1導電型」が「n型」であり、「第2導電型」が「p型」である形態が示された。しかし、前述の各実施形態において、「第1導電型」が「p型」であり、「第2導電型」が「n型」である形態が採用されてもよい。この場合の具体的な構成は、前述の説明および添付図面において、「n型」を「p型」に置き換えると同時に、「p型」を「n型」に置き換えることによって得られる。
 前述の各実施形態では、「n型」の第2半導体領域7が示された。しかし、第2半導体領域7は、「p型」であってもよい。この場合、MISFET構造12に代えてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)構造が形成される。この場合、前述の説明において、MISFET構造12の「ソース」がIGBT構造の「エミッタ」に置き換えられ、MISFET構造12の「ドレイン」がIGBT構造の「コレクタ」に置き換えられる。むろん、チップ2がエピタキシャル層からなる単層構造を有している場合、「p型」の第2半導体領域7はイオン注入法によってチップ2(エピタキシャル層)の第2主面4の表層部に導入されたp型不純物を有していてもよい。
 前述の各実施形態では、第1方向Xおよび第2方向Yが第1~第4側面5A~5Dの延在方向によって規定された。しかし、第1方向Xおよび第2方向Yは、互いに交差(具体的には直交)する関係を維持する限り、任意の方向であってもよい。たとえば、第1方向Xは第1~第4側面5A~5Dに交差する方向であり、第2方向Yは第1~第4側面5A~5Dに交差する方向であってもよい。
 以下、この明細書および図面から抽出される特徴例が示される。以下、括弧内の英数字等は前述の実施形態における対応構成要素等を表すが、各項目の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下の項目に係る「半導体モジュール」は、必要に応じて「ワイドバンドギャップ半導体モジュール」または「SiC半導体モジュール」に置き換えられてもよい。また、以下の項目に係る「半導体装置」は、必要に応じて「ワイドバンドギャップ半導体装置」、「SiC半導体装置」、「半導体スイッチング装置」または「半導体整流装置」に置き換えられてもよい。
 [A1]収容空間(206)を有する筐体(202)と、主面(3)を有するチップ(2)、前記主面(3)の上に配置された主面電極(30、32、124)、前記主面電極(30、32、124)の上に配置された端子電極(50、60、126)、および、前記端子電極(50、60、126)の一部を露出させるように前記主面(3)の上で前記端子電極(50、60、126)の周囲を被覆する封止絶縁体(71)を含み、前記収容空間(206)内に配置された半導体装置(1A~1H)と、前記封止絶縁体(71)に接触するように前記収容空間(206)に充填され、前記収容空間(206)内で前記半導体装置(1A~1H)を封止する絶縁性のゲル状充填剤(235)と、を含む、半導体モジュール(201A、201B)。
 [A2]前記ゲル状充填剤(235)は、前記収容空間(206)において前記半導体装置(1A~1H)の全体を覆う高さ位置まで充填されている、A1に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A3]前記封止絶縁体(71)は、前記主面電極(30、32、124)よりも厚い、A1またはA2に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A4]前記封止絶縁体(71)は、前記チップ(2)よりも厚い、A1~A3のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A5]前記封止絶縁体(71)は、熱硬化性樹脂を含み、前記ゲル状充填剤(235)は、シリコーンゲルを含む、A1~A4のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A6]前記ゲル状充填剤(235)は、前記端子電極(50、60、126)および前記封止絶縁体(71)に接触し、前記主面電極(30、32、124)に接触していない、A1~A5のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A7]前記端子電極(50、60、126)は、前記主面電極(30、32、124)の周縁から間隔を空けて前記主面電極(30、32、124)の上に配置され、前記封止絶縁体(71)は、前記主面電極(30、32、124)の周縁部および前記端子電極(50、60、126)を被覆している、A1~A6のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A8]前記端子電極(50、60、126)は、端子面(51、61、127)および端子側壁(52、62、128)を有し、前記封止絶縁体(71)は、前記端子面(51、61、127)を露出させるように前記端子側壁(52、62、128)を被覆し、前記ゲル状充填剤(235)は、前記端子面(51、61、127)を直接被覆する部分を有している、A1~A7のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A9]前記封止絶縁体(71)は、前記端子面(51、61、127)と1つの平坦面を形成する絶縁主面(72)を有し、前記ゲル状充填剤(235)は、前記絶縁主面(72)を直接被覆する部分を有している、A8に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A10]前記チップ(2)は、側面(5A~5D)を有し、前記ゲル状充填剤(235)は、前記側面(5A~5D)を直接被覆する部分を有している、A1~A9のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A11]前記封止絶縁体(71)は、前記側面(5A~5D)と1つの平坦面を形成する絶縁側壁(73)を有し、前記ゲル状充填剤(235)は、前記絶縁側壁(73)を直接被覆する部分を有している、A10に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A12]前記半導体装置(1A~1H)は、前記主面電極(30、32、124)を部分的に被覆する絶縁膜(38)を含み、前記封止絶縁体(71)は、前記絶縁膜(38)を被覆する部分を有している、A1~A11のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A13]前記ゲル状充填剤(235)は、前記絶縁膜(38)に接触していない、A12に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A14]前記端子電極(50、60、126)は、前記絶縁膜(38)を直接被覆する部分を有している、A12またはA13に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A15]前記絶縁膜(38)は、無機絶縁膜(42)および有機絶縁膜(43)のいずれか一方または双方を含む、A12~A14のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A16]前記チップ(2)は、基板(7)およびエピタキシャル層(6)を含む積層構造を有し、前記エピタキシャル層(6)によって形成された前記主面(3)を含む、A1~A15のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A17]前記エピタキシャル層(6)は、前記基板(7)よりも厚い、A16に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A18]前記チップ(2)は、エピタキシャル層(6)からなる単層構造を有している、A1~A15のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A19]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含む、A1~A18のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [A20]前記収容空間(206)内に配置された配線(207)と、前記配線(207)および前記半導体装置(1A~1H)に接続された導線(234)と、をさらに含み、前記ゲル状充填剤(235)は、前記配線(207)、前記半導体装置(1A~1H)および前記導線(234)を封止している、A1~A19のいずれか一つに記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 [B1]主面(3)を有するチップ(2)と、前記主面(3)の上に配置された主面電極(30、32、124)と、前記主面電極(30、32、124)の上に配置された端子電極(50、60、126)と、前記端子電極(50、60、126)の一部を露出させるように前記主面(3)の上で前記端子電極(50、60、126)の周囲を被覆する封止絶縁体(71)と、を含む、半導体装置(1A~1H)。
 [B2]前記封止絶縁体(71)は、前記主面電極(30、32、124)よりも厚い、B1に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B3]前記封止絶縁体(71)は、前記チップ(2)よりも厚い、B1またはB2に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B4]前記端子電極(50、60、126)は、前記主面電極(30、32、124)よりも厚い、B1~B3のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B5]前記端子電極(50、60、126)は、前記チップ(2)よりも厚い、B1~B4のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B6]前記チップ(2)は、側面(5A~5D)を有し、前記封止絶縁体(71)は、前記側面(5A~5D)と1つの平坦面を形成する絶縁側壁(73)を有している、B1~B5のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B7]前記チップ(2)の前記側面(5A~5D)は、研削痕を有する研削面からなり、前記封止絶縁体(71)の前記絶縁側壁(73)は、研削痕を有する研削面からなる、B1~B6のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B8]前記端子電極(50、60、126)は、端子面(51、61、127)および端子側壁(52、62、128)を有し、前記封止絶縁体(71)は、前記端子面(51、61、127)を露出させ、前記端子側壁(52、62、128)を被覆している、B1~B7のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B9]前記封止絶縁体(71)は、前記端子面(51、61、127)と1つの平坦面を形成する絶縁主面(72)を有している、B8に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B10]前記端子面(51、61、127)は、研削痕を有する研削面からなり、前記絶縁主面(72)は、研削痕を有する研削面からなる、B9に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B11]前記封止絶縁体(71)は、熱硬化性樹脂を含む、B1~B10のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B12]前記封止絶縁体(71)は、前記熱硬化性樹脂に添加された複数のフィラーを含む、B11に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B13]前記封止絶縁体(71)は、前記熱硬化性樹脂に添加された複数の可撓化粒子を含む、B11またはB12に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B14]前記主面電極(30、32、124)を部分的に被覆する絶縁膜(38)をさらに含み、前記封止絶縁体(71)は、前記絶縁膜(38)を被覆する部分を有している、B1~B13のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B15]前記封止絶縁体(71)は、前記絶縁膜(38)を挟んで前記主面電極(30、32、124)に対向する部分を有している、B14に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B16]前記主面電極(30、32、124)は、前記絶縁膜(38)を直接被覆する部分を有している、B14またはB15に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B17]前記絶縁膜(38)は、無機絶縁膜(42)および有機絶縁膜(43)のうちの少なくとも一方を含む、B14~B16のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B18]前記チップ(2)は、基板(7)およびエピタキシャル層(6)を含む積層構造を有している、B1~B17のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B19]前記基板(7)は、前記エピタキシャル層(6)よりも薄い、B14に記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B20]前記チップ(2)は、エピタキシャル層(6)からなる単層構造を有している、B1~B17のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B21]前記チップ(2)は、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含む、B1~B20のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B22]前記チップ(2)は、SiC単結晶を含む、B1~B21のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)。
 [B23]収容空間(206)を有する筐体(202)と、前記収容空間(206)内に配置された[B1]~[B22]のいずれか一つに記載の半導体装置(1A~1H)と、を含む、半導体モジュール(201A、201B)。
 [B24]前記収容空間(206)内で前記半導体装置(1A~1H)を封止するゲル状充填剤(235)をさらに含む、B23に記載の半導体モジュール(201A、201B)。
 以上、実施形態について詳細に説明してきたが、これらは技術的内容を明らかにするために用いられた具体例に過ぎず、本発明はこれらの具体例に限定して解釈されるべきではなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって限定される。
1A   半導体装置
1B   半導体装置
1C   半導体装置
1D   半導体装置
1E   半導体装置
1F   半導体装置
1G   半導体装置
1H   半導体装置
2    チップ
3    第1主面
5A   第1側面
5B   第2側面
5C   第3側面
5D   第4側面
6    第1半導体領域(エピタキシャル層)
7    第2半導体領域(基板)
30   ゲート電極(主面電極)
32   ソース電極(主面電極)
38   アッパー絶縁膜
42   無機絶縁膜
43   有機絶縁膜
50   ゲート端子電極
51   ゲート端子面
52   ゲート端子側壁
60   ソース端子電極
61   ソース端子面
62   ソース端子側壁
71   封止絶縁体
72   絶縁主面
73   絶縁側壁
124  第1極性電極(主面電極)
126  端子電極
127  端子面
128  端子側壁
201A 半導体モジュール
201B 半導体モジュール
202  筐体
206  収容空間
207  配線パターン
234  導線
235  ゲル状充填剤
 

Claims (20)

  1.  収容空間を有する筐体と、
     主面を有するチップ、前記主面の上に配置された主面電極、前記主面電極の上に配置された端子電極、および、前記端子電極の一部を露出させるように前記主面の上で前記端子電極の周囲を被覆する封止絶縁体を含み、前記収容空間内に配置された半導体装置と、
     前記封止絶縁体に接触するように前記収容空間に充填され、前記収容空間内で前記半導体装置を封止する絶縁性のゲル状充填剤と、を含む、半導体モジュール。
  2.  前記ゲル状充填剤は、前記収容空間において前記半導体装置の全体を覆う高さ位置まで充填されている、請求項1に記載の半導体モジュール。
  3.  前記封止絶縁体は、前記主面電極よりも厚い、請求項1または2に記載の半導体モジュール。
  4.  前記封止絶縁体は、前記チップよりも厚い、請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  5.  前記封止絶縁体は、熱硬化性樹脂を含み、
     前記ゲル状充填剤は、シリコーンゲルを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  6.  前記ゲル状充填剤は、前記端子電極および前記封止絶縁体に接触し、前記主面電極に接触していない、請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  7.  前記端子電極は、前記主面電極の周縁から間隔を空けて前記主面電極の上に配置され、
     前記封止絶縁体は、前記主面電極の周縁部および前記端子電極を被覆している、請求項1~6のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  8.  前記端子電極は、端子面および端子側壁を有し、
     前記封止絶縁体は、前記端子面を露出させるように前記端子側壁を被覆し、
     前記ゲル状充填剤は、前記端子面を直接被覆する部分を有している、請求項1~7のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  9.  前記封止絶縁体は、前記端子面と1つの平坦面を形成する絶縁主面を有し、
     前記ゲル状充填剤は、前記絶縁主面を直接被覆する部分を有している、請求項8に記載の半導体モジュール。
  10.  前記チップは、側面を有し、
     前記ゲル状充填剤は、前記側面を直接被覆する部分を有している、請求項1~9のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  11.  前記封止絶縁体は、前記側面と1つの平坦面を形成する絶縁側壁を有し、
     前記ゲル状充填剤は、前記絶縁側壁を直接被覆する部分を有している、請求項10に記載の半導体モジュール。
  12.  前記半導体装置は、前記主面電極を部分的に被覆する絶縁膜を含み、
     前記封止絶縁体は、前記絶縁膜を被覆する部分を有している、請求項1~11のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  13.  前記ゲル状充填剤は、前記絶縁膜に接触していない、請求項12に記載の半導体モジュール。
  14.  前記端子電極は、前記絶縁膜を直接被覆する部分を有している、請求項12または13に記載の半導体モジュール。
  15.  前記絶縁膜は、無機絶縁膜および有機絶縁膜のいずれか一方または双方を含む、請求項12~14のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  16.  前記チップは、基板およびエピタキシャル層を含む積層構造を有し、前記エピタキシャル層によって形成された前記主面を含む、請求項1~15のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  17.  前記エピタキシャル層は、前記基板よりも厚い、請求項16に記載の半導体モジュール。
  18.  前記チップは、エピタキシャル層からなる単層構造を有している、請求項1~15のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  19.  前記チップは、ワイドバンドギャップ半導体の単結晶を含む、請求項1~18のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  20.  前記収容空間内に配置された配線と、
     前記配線および前記半導体装置に接続された導線と、をさらに含み、
     前記ゲル状充填剤は、前記配線、前記半導体装置および前記導線を封止している、請求項1~19のいずれか一項に記載の半導体モジュール。
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