WO2024084954A1 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置および半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024084954A1 WO2024084954A1 PCT/JP2023/036019 JP2023036019W WO2024084954A1 WO 2024084954 A1 WO2024084954 A1 WO 2024084954A1 JP 2023036019 W JP2023036019 W JP 2023036019W WO 2024084954 A1 WO2024084954 A1 WO 2024084954A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- layer
- bonding
- semiconductor device
- bonding material
- conductor
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 187
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 180
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 122
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 274
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 107
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 90
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 90
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 36
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 abstract description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 85
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 85
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 35
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 35
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 30
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 22
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 18
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/13—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies 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
- H01L25/04—Assemblies 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
- H01L25/07—Assemblies 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
Definitions
- This disclosure relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device.
- Patent Document 1 discloses a conventional semiconductor device (power module).
- the power module described in Patent Document 1 includes multiple transistors, a main board, a signal board, and signal terminals. The multiple transistors are mounted on the main board.
- solid-state bonding may be used to join multiple components.
- solid-state bonding it is common to place an intermediate bonding material between the two objects. If the intermediate bonding material is misaligned, it becomes difficult to achieve proper bonding.
- the present disclosure has as its object the provision of an improved semiconductor device, and a method for manufacturing such a semiconductor device.
- the present disclosure has as its object the provision of a semiconductor device capable of suppressing misalignment of the intermediate bonding material, and a method for manufacturing such a semiconductor device.
- the semiconductor device provided by the first aspect of the present disclosure comprises a semiconductor element, a support conductor supporting the semiconductor element, a support substrate supporting the support conductor, and a first intermediate bonding material interposed between the support conductor and the support substrate.
- the bonding between the support conductor and the first intermediate bonding material, and the bonding between the support substrate and the first intermediate bonding material are both solid-state bonding.
- Either the bonding interface between the support conductor and the first intermediate bonding material or the bonding interface between the support substrate and the first intermediate bonding material includes a bonding specific region in which the bonding state differs from that of the surrounding area.
- the method for manufacturing a semiconductor device provided by the second aspect of the present disclosure includes a step of temporarily bonding a first intermediate bonding material to either a support conductor or a support substrate by applying pressure, and applying pressure while the first intermediate bonding material is sandwiched between the support conductor and the support substrate to solid-state bond the first intermediate bonding material to the support conductor and to solid-state bond the first intermediate bonding material to the support substrate.
- the semiconductor device disclosed herein can prevent misalignment of the intermediate bonding material.
- FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a partial perspective view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 3 is a partial perspective view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 5 is a partial plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 6 is a partial right side view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 7 is a partial left side view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 8 is a partial plan view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a partial perspective view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 9 is a right side view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 10 is a bottom view showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI of FIG.
- FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
- FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
- FIG. 14 is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a mounting structure according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 15 is a partially enlarged cross-sectional view showing another example of the mounting structure according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 16 is a partially enlarged cross-sectional view of a portion of FIG.
- FIG. 17 is a partially enlarged cross-sectional view showing another example of the mounting structure according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 18 is a partially enlarged cross-sectional view showing another example of the mounting structure according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line XIX-XIX in FIG.
- FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX in FIG.
- FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.
- FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG.
- FIG. 23 is a plan view showing an example of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG.
- FIG. 25 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 26 is a partially enlarged cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 27 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 29 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 30 is a partial plan view showing a first modified example of the semiconductor device according to the first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 31 is a partially enlarged cross-sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 32 is a partially enlarged cross-sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 33 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 34 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 35 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure.
- an object A is formed on an object B
- an object A is formed on (an object B)
- an object A is formed directly on an object B
- an object A is formed on an object B with another object interposed between the object A and the object B” unless otherwise specified.
- an object A is disposed on an object B” and “an object A is disposed on (an object B)” include “an object A is disposed directly on an object B” and “an object A is disposed on (an object B) with another object interposed between the object A and the object B” unless otherwise specified.
- an object A is located on (an object B) includes “an object A is in contact with an object B and is located on (an object B)” and “an object A is located on (an object B) with another object interposed between the object A and the object B".
- object A overlaps object B includes “object A overlaps the entirety of object B” and “object A overlaps part of object B” unless otherwise specified.
- an example of a certain configuration of an embodiment may be shown in parentheses after the configuration.
- the configuration in parentheses includes the configuration in parentheses, which is an example.
- the configuration in parentheses is an example of the configuration in parentheses, and is not limited to the configuration in parentheses.
- names indicated by abbreviations, chemical symbols, etc. may be enclosed in parentheses after the relevant configuration, with an alternative name indicated within the parentheses. In such cases, the name within the parentheses indicates the same thing as the name enclosed in parentheses.
- a certain component is composed mainly of a certain metal
- the statement that "a certain component is composed mainly of a certain metal” includes a configuration in which the certain component is composed only of the certain metal, a configuration in which an additive metal is added to the certain metal, various alloys of the certain metal, etc.
- the semiconductor device A1 may include a plurality of semiconductor elements 1, a supporting conductor 2, a supporting substrate 3, a plurality of power terminals 41 to 43, a plurality of control terminals 44, a signal substrate 5, an adhesive layer 6, a first conductive member 71, a second conductive member 72, a plurality of wires 73 to 76, a resin member 8, and a resin filling portion 88.
- the support conductor 2 may include a first conductive portion 2A and a second conductive portion 2B.
- the multiple control terminals 44 may include a multiple first control terminals 45 and a multiple second control terminals 46.
- the signal board 5 may include a first signal board 5A and a second signal board 5B.
- the adhesive layer 6 may include a first adhesive body 6A and a second adhesive body 6B.
- the three mutually orthogonal directions are referred to as the x-direction, y-direction, and z-direction.
- the z-direction is the thickness direction of the semiconductor device A1.
- the x-direction and y-direction are directions orthogonal to the z-direction.
- “planar view” refers to viewing in the z-direction. Note that descriptions such as “top,” “bottom,” “upper,” “lower,” “top surface,” and “bottom surface” indicate the relative positional relationship of each component, etc. in the z-direction, and are not necessarily terms that define the relationship with the direction of gravity.
- Each of the semiconductor elements 1 is an electronic component that is the core of the function of the semiconductor device A1.
- the material of each of the semiconductor elements 1 may be a semiconductor material mainly made of, for example, SiC (silicon carbide). This semiconductor material is not limited to SiC, and may be Si (silicon), GaN (gallium nitride), or C (diamond).
- Each of the semiconductor elements 1 may be a power semiconductor chip having a switching function, such as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).
- MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
- each of the semiconductor elements 1 is a MOSFET
- other transistors such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) may be used.
- Each of the semiconductor elements 1 may be an element of the same type.
- Each of the semiconductor elements 1 is, for example, an n-channel MOSFET, but may be a p-channel MOSFET.
- Each of the semiconductor elements 1 may be an element of the same type but with different polarities.
- the multiple semiconductor elements 1 may include multiple first switching elements 1A and multiple second switching elements 1B. As shown in FIG. 8, the semiconductor device A1 may have four first switching elements 1A and four second switching elements 1B, but the number of first switching elements 1A and the number of second switching elements 1B are not limited to this configuration. The number of first switching elements 1A and the number of second switching elements 1B are changed as appropriate depending on the performance required of the semiconductor device A1. The number of first switching elements 1A and the number of second switching elements 1B may be equal or different. The number of first switching elements 1A and the number of second switching elements 1B may be determined by the current capacity handled by the semiconductor device A1.
- a configuration relating to a plurality of first switching elements 1A may be indicated by adding an A to the end of the reference number of the configuration relating to the corresponding plurality of semiconductor elements 1.
- a configuration relating to a plurality of first switching elements 1A may be indicated in parentheses after the configuration relating to the corresponding plurality of semiconductor elements 1.
- the configuration in the parentheses may mean that it is an example of the configuration before the parentheses.
- a configuration relating to a plurality of second switching elements 1B may be indicated by adding a B to the end of the reference number of the configuration relating to the corresponding plurality of semiconductor elements 1.
- a configuration relating to a plurality of second switching elements 1B may be indicated in parentheses after the configuration relating to the corresponding plurality of semiconductor elements 1.
- the configuration in the parentheses may mean that it is an example of the configuration before the parentheses.
- the semiconductor device A1 may be configured, for example, as a half-bridge type switching circuit.
- the multiple first switching elements 1A may configure an upper arm circuit of the semiconductor device A1
- the multiple second switching elements 1B may configure a lower arm circuit of the semiconductor device A1.
- the multiple first switching elements 1A may be connected in parallel to each other in the upper arm circuit
- the multiple second switching elements 1B may be connected in parallel to each other in the lower arm circuit.
- Each first switching element 1A and each second switching element 1B may be connected in series.
- Each first switching element 1A may be connected in series with one of the multiple second switching elements 1B.
- Each second switching element 1B may be connected in series with one of the multiple first switching elements 1A.
- Each of the multiple semiconductor elements 1 may have an element main surface 10a and an element back surface 10b, as shown in Figures 13 and 16.
- the element main surface 10a and the element back surface 10b may be spaced apart in the z direction.
- the element main surface 10a faces the z2 side
- the element back surface 10b faces the z1 side.
- the multiple first switching elements 1A can each be mounted on the support conductor 2 (first conductive portion 2A) as shown in Figures 8, 12, 13, 21, etc. In the example shown in Figure 8, the multiple first switching elements 1A can be arranged, for example, in the y direction and spaced apart from one another. Each of the multiple first switching elements 1A can be conductively joined to the support conductor 2 (first conductive portion 2A) via a second intermediate bonding material 19a. When each first switching element 1A is joined to the first conductive portion 2A, the element back surface 10b can face the support conductor 2 (first conductive portion 2A).
- the second switching elements 1B may be mounted on the support conductor 2 (second conductive portion 2B) as shown in FIG. 8, FIG. 12, FIG. 16, FIG. 20, etc.
- the second switching elements 1B may be arranged, for example, in the y direction and spaced apart from one another.
- the second switching elements 1B may be conductively joined to the support conductor 2 (second conductive portion 2B) via the second intermediate bonding material 19b.
- the element back surface 10b may face the support conductor 2 (second conductive portion 2B).
- the first switching elements 1A and the second switching elements 1B overlap when viewed in the x direction. Unlike this configuration, the first switching elements 1A and the second switching elements 1B may not overlap when viewed in the x direction.
- the semiconductor elements 1 may each have a first principal surface electrode 11, a second principal surface electrode 12, a third principal surface electrode 13, and a back surface electrode 15, as shown in FIG. 8, FIG. 13, and FIG. 16.
- the configurations of the first principal surface electrode 11, the second principal surface electrode 12, the third principal surface electrode 13, and the back surface electrode 15 described below may be common to each semiconductor element 1.
- the first principal surface electrode 11, the second principal surface electrode 12, and the third principal surface electrode 13 may be located above the element principal surface 10a.
- the first principal surface electrode 11, the second principal surface electrode 12, and the third principal surface electrode 13 are insulated by an insulating film (not shown).
- the back surface electrode 15 may be located above the element back surface 10b.
- the back surface electrode 15 covers the entire area (or substantially the entire area) of the element back surface 10b.
- the back surface electrode 15 may be formed, for example, by Ag (silver) plating.
- the first principal surface electrode 11 may be, for example, a gate electrode and configured to input a drive signal (for example, a gate voltage) for driving each semiconductor element 1.
- the second principal surface electrode 12 may be, for example, a source electrode and configured to allow a source current to flow.
- the third principal surface electrode 13 may be, for example, a source sense electrode and may be at the same potential as the second principal surface electrode 12.
- the third principal surface electrode 13 may be configured to allow the same source current to flow as the second principal surface electrode 12.
- the back surface electrode 15 may be, for example, a drain electrode and configured to allow a drain current to flow.
- Each semiconductor element 1 can be configured to switch between a conductive state and a cut-off state in response to a drive signal (gate voltage) input to the first principal surface electrode 11 (gate electrode). This operation of switching between a conductive state and a cut-off state is called a switching operation.
- a forward current can flow from the back surface electrode 15 (drain electrode) to the second principal surface electrode 12 (source electrode).
- the semiconductor device A1 can be configured to convert a first power supply voltage (e.g., a DC voltage) into a second power supply voltage (e.g., an AC voltage) by the function of each semiconductor element 1.
- the first power supply voltage can be input or applied between the power terminal 41 and the two power terminals 42.
- the second power supply voltage can be input or applied to the two power terminals 43.
- the semiconductor device A1 has two thermistors 17. Each thermistor 17 can be used as a sensor for detecting temperature.
- the supporting conductor 2 can support a plurality of semiconductor elements 1 (a plurality of first switching elements 1A and a plurality of second switching elements 1B).
- the supporting conductor 2 is joined onto a supporting substrate 3.
- the supporting conductor 2 can have, for example, a rectangular shape in a plan view.
- the supporting conductor 2, together with a first conductive member 71 and a second conductive member 72, can form a path of a main circuit current switched by the plurality of first switching elements 1A and the plurality of second switching elements 1B.
- the support conductor 2 may include a first conductive portion 2A and a second conductive portion 2B.
- the first conductive portion 2A may have a main body layer 20A, a third bonding layer 21A, and a first bonding layer 22A.
- the second conductive portion 2B may have a main body layer 20B, a third bonding layer 21B, and a first bonding layer 22B.
- the main body layer 20A and the main body layer 20B may each be a metal plate-shaped member. This metal may be mainly composed of Cu (copper).
- Examples of a configuration mainly composed of Cu include a configuration consisting of Cu only, a configuration in which an additive metal or the like is added to Cu, and various Cu alloys.
- the specific configurations of the third bonding layer 21A, the first bonding layer 22A, the third bonding layer 21B, and the first bonding layer 22B will be described later.
- the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B, together with the power terminals 41 to 43, may form a conductive path to the first switching elements 1A and the second switching elements 1B.
- the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B may each be rectangular in a plan view.
- the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B may each be, for example, 15 mm to 25 mm in the x direction, 30 mm to 40 mm in the y direction, and 1.0 mm to 5.0 mm in the z direction.
- the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B each preferably have a dimension in the z direction of about 2.0 mm.
- the dimensions of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are not limited to the above-mentioned numerical example, and may be changed as appropriate according to the specifications of the semiconductor device A1.
- the dimensions of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B are not limited to being the same as each other, and may be different from each other.
- the first conductive portion 2A is bonded to the support substrate 3 via a first intermediate bonding material 29a
- the second conductive portion 2B is bonded to the support substrate 3 via a first intermediate bonding material 29b.
- a plurality of first switching elements 1A are bonded to the first conductive portion 2A via a second intermediate bonding material 19a.
- a plurality of second switching elements 1B are bonded to the second conductive portion 2B via a second intermediate bonding material 19b.
- the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B may be spaced apart in the x direction as shown in FIGS. 3, 8, 11, 12, and 19. In the examples shown in these figures, the first conductive portion 2A may be located on the x1 side of the second conductive portion 2B.
- the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B may overlap when viewed in the x direction.
- the bonding of the first switching element 1A to the first conductive portion 2A and the bonding of the second switching element 1B to the second conductive portion 2B are not limited to bonding via the second intermediate bonding material 19a, and may be bonding by solder, for example.
- the support conductor 2 (each of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B) may have a main surface 201 and a back surface 202.
- the main surface 201 and the back surface 202 may be spaced apart in the z direction as shown in Figures 11 to 22.
- the main surface 201 faces the z2 side, and the back surface 202 faces the z1 side.
- the back surface 202 may face the support substrate 3.
- the semiconductor device A1 can have a joint formed by solid-state bonding.
- This joint is formed by bonding the first switching element 1A and the first conductive portion 2A via the second intermediate bonding material 19a.
- Solid-state bonding is a bonding method that is achieved by applying a predetermined pressure and temperature to two layers that are primarily made of the same metal in direct contact with each other, and includes, for example, solid-state diffusion bonding, solid-state deformation bonding, etc.
- the second intermediate bonding material 19a may have a base layer 190a, a third surface layer 191a, and a fourth surface layer 192a.
- the base material layer 190a may be mainly composed of Al (aluminum). Configurations mainly composed of Al include configurations consisting of only Al, configurations in which additional metals are added to Al, and various Al alloys. There are no limitations on the thickness of the base material layer 190a, and in this embodiment, the base material layer 190a may be thicker than the third surface layer 191a and the fourth surface layer 192a. The thickness of the base material layer 190a may be, for example, 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
- the third surface layer 191a may be located on the z2 side of the base layer 190a in the z direction.
- the third surface layer 191a may be solid-phase bonded to the first switching element 1A.
- the third surface layer 191a may be mainly composed of Ag (silver).
- the third surface layer 191a may be thinner than the base layer 190a.
- the thickness of the third surface layer 191a may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the first switching element 1A may further have a fourth bonding layer 151.
- the fourth bonding layer 151 may be located on the z1 side of the back electrode 15 in the z direction.
- the fourth bonding layer 151 may be solid-state bonded to the third surface layer 191a.
- the fourth bonding layer 151 may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the fourth bonding layer 151 there are no limitations on the thickness of the fourth bonding layer 151, and it may be, for example, 0.01 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
- the metal that is the main component of the third surface layer 191a and the fourth bonding layer 151 there are no limitations on the metal that is the main component of the third surface layer 191a and the fourth bonding layer 151, as long as they are configured to be solid-state bonded to each other.
- the boundary between the third surface layer 191a and the fourth bonding layer 151, which are solid-state bonded to each other, may be less clear than the boundary between the base material layer 190a and the third surface layer 191a, which is the boundary between dissimilar metals.
- the boundary between the third surface layer 191a and the fourth bonding layer 151 is barely discernible, or is only discernible due to the presence of a small gap or the like that occurs during solid-state bonding. These points are similar to those of other solid-state bonded parts in this disclosure.
- the fourth surface layer 192a may be located on the z1 side of the base layer 190a in the z direction.
- the fourth surface layer 192a may be solid-phase bonded to the first conductive portion 2A.
- the fourth surface layer 192a may be mainly composed of Ag (silver).
- the fourth surface layer 192a may be thinner than the base layer 190a.
- the thickness of the fourth surface layer 192a may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the third bonding layer 21A of the first conductive portion 2A may be located on the z2 side of the main body layer 20A in the z direction.
- the third bonding layer 21A may be solid-state bonded to the fourth surface layer 192a.
- the third bonding layer 21A may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the third bonding layer 21A is not limited in any way and may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the semiconductor device A1 may have a joint formed by solid-state bonding.
- This joint may be a structure in which the second switching element 1B and the second conductive portion 2B are joined via the second intermediate bonding material 19b.
- the second intermediate bonding material 19b may have a base layer 190b, a third surface layer 191b, and a fourth surface layer 192b.
- the base material layer 190b may be mainly composed of Cu (copper). There is no limitation on the thickness of the base material layer 190b. In this embodiment, the base material layer 190b may be thicker than the third surface layer 191b and the fourth surface layer 192b. The thickness of the base material layer 190b may be, for example, 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
- the third surface layer 191b may be located on the z2 side of the base layer 190b in the z direction.
- the third surface layer 191b is solid-state bonded to the second switching element 1B.
- the third surface layer 191b may be mainly composed of Ag (silver).
- the third surface layer 191b may be thinner than the base layer 190b.
- the thickness of the third surface layer 191b may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the second switching element 1B may further include a fourth bonding layer 151 similar to that of the first switching element 1A.
- the fourth bonding layer 151 of the second switching element 1B may be solid-state bonded to the third surface layer 191b.
- the metal that is the main component of the third surface layer 191b and the fourth bonding layer 151 there are no limitations on the metal that is the main component of the third surface layer 191b and the fourth bonding layer 151, as long as they are configured to be solid-state bonded to each other.
- the fourth surface layer 192b may be located on the z1 side of the base layer 190b in the z direction.
- the fourth surface layer 192b is solid-state bonded to the second conductive portion 2B.
- the fourth surface layer 192b may be mainly composed of Ag (silver).
- the fourth surface layer 192b is thinner than the base layer 190b.
- the thickness of the fourth surface layer 192b may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the third bonding layer 21B of the second conductive portion 2B may be located on the z2 side of the main body layer 20B in the z direction.
- the third bonding layer 21B may be solid-state bonded to the fourth surface layer 192b.
- the third bonding layer 21B may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the third bonding layer 21B may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the support substrate 3 supports the support conductor 2.
- the support substrate 3 may be, for example, a direct bonded copper (DBC) substrate.
- the support substrate 3 may be, for example, a direct bonded aluminum (DBA) substrate.
- the support substrate 3 may include an insulating layer 31, a first metal layer 32, and a second metal layer 33.
- the insulating layer 31 may be made of, for example, a ceramic having excellent thermal conductivity. Examples of such ceramic include AlN (aluminum nitride), SiN (silicon nitride), Al2O3 ( aluminum oxide), and ZTA (zirconia reinforced alumina).
- the insulating layer 31 may be made of an insulating resin instead of a ceramic.
- the insulating layer 31 may be, for example, rectangular in plan view.
- the first metal layer 32 may be located on the upper surface (surface facing the z2 side) of the insulating layer 31.
- the first metal layer 32 may be mainly composed of Cu (copper), for example.
- the first metal layer 32 may contain Al (aluminum).
- the first metal layer 32 may include a first portion 32A and a second portion 32B.
- the first portion 32A and the second portion 32B may be spaced apart in the x direction.
- the first portion 32A may be located on the x1 side of the second portion 32B.
- the first portion 32A may be bonded to the first conductive portion 2A and may support the first conductive portion 2A.
- the second portion 32B may be bonded to the second conductive portion 2B and may support the second conductive portion 2B.
- the first portion 32A and the second portion 32B may each be, for example, rectangular in a plan view.
- the second metal layer 33 may be located on the underside (surface facing the z1 side) of the insulating layer 31.
- the constituent material of the second metal layer 33 may be the same as the constituent material of the first metal layer 32.
- the underside (surface facing the z1 side) of the second metal layer 33 may be exposed from the resin member 8, as shown in Figures 10 to 22.
- a heat dissipation member e.g., a heat sink
- the second metal layer 33 may overlap both the first portion 32A and the second portion 32B in a plan view.
- the semiconductor device A1 may have a joint formed by solid-state bonding.
- This joint may be a structure in which the first conductive part 2A and the support substrate 3 are joined via a first intermediate bonding material 29a.
- the first intermediate bonding material 29a may have a base layer 290a, a first surface layer 291a, and a second surface layer 292a.
- the base material layer 290a may be mainly composed of Cu (copper). There is no limitation on the thickness of the base material layer 290a. In this embodiment, the base material layer 290a may be thicker than the first surface layer 291a and the second surface layer 292a. The thickness of the base material layer 290a may be, for example, 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
- the first surface layer 291a may be located on the z2 side of the base layer 290a in the z direction.
- the first surface layer 291a may be solid-state bonded to the first conductive portion 2A.
- the first surface layer 291a may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the first surface layer 291a is not limited in any way. In this embodiment, the first surface layer 291a may be thinner than the base layer 290a.
- the thickness of the first surface layer 291a may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the first bonding layer 22A of the first conductive portion 2A may be located on the z1 side of the main body layer 20A in the z direction.
- the first bonding layer 22A may be solid-state bonded to the first surface layer 291a.
- the first bonding layer 22A may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the first bonding layer 22A is not limited in any way and may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the second surface layer 292a may be located on the z1 side of the base layer 290a in the z direction.
- the second surface layer 292a may be solid-phase bonded to the support substrate 3.
- the second surface layer 292a may be mainly composed of Ag (silver).
- the second surface layer 292a is thinner than the base layer 290a.
- the thickness of the second surface layer 292a may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the support substrate 3 of this embodiment may further include a second bonding layer 321A.
- the second bonding layer 321A may be located on the z2 side of the first portion 32A in the z direction.
- the second bonding layer 321A may be solid-state bonded to the second surface layer 292a.
- the second bonding layer 321A may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the second bonding layer 321A is not limited in any way and may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- Either the bonding interface between the first conductive portion 2A and the first intermediate bonding material 29a or the bonding interface between the support substrate 3 and the first intermediate bonding material 29a may include a bonding unique region Pca.
- the bonding unique region Pca is a region in which the bonding state is different from the surrounding areas.
- the bonding unique region Pca may be formed by performing a temporary bonding process in the manufacturing method of the semiconductor device A1 described below.
- One example of the bonding unique region Pca is a configuration in which the bonding strength is higher than the surrounding areas, for example, a configuration in which there are relatively fewer fine voids that can inevitably occur due to solid-state bonding than the surrounding areas.
- the bonding unique region Pca is recognized as a region in which the shading of the image is different from the surrounding areas, for example, when SAT (ultrasonic testing) is performed.
- junction unique regions Pca is not limited in any way and may be one or more.
- the semiconductor device A1 has two junction unique regions Pca.
- the two junction unique regions Pca may be located in a position that avoids the multiple first switching elements 1A in a plan view.
- the two junction unique regions Pca may be located on a diagonal line of the first conductive portion 2A and the first portion 32A.
- the shape of the junction unique region Pca is not limited in any way and may be any of a variety of shapes such as a triangle, a rectangle, a polygon, etc. in addition to the circular shape shown in FIG. 8.
- the bonding interface between the first bonding layer 22A of the first conductive portion 2A and the first surface layer 291a of the first intermediate bonding material 29a includes a bonding unique region Pca.
- the bonding interface between the second bonding layer 321A of the support substrate 3 and the second surface layer 292a of the first intermediate bonding material 29a does not include a bonding unique region Pca. This is determined by the procedure of the manufacturing method of the semiconductor device A1 described below.
- the semiconductor device A1 may have a joint formed by solid-state bonding.
- This joint may be a structure in which the second conductive portion 2B and the support substrate 3 are joined via a first intermediate bonding material 29b.
- the first intermediate bonding material 29b may have a base layer 290b, a first surface layer 291b, and a second surface layer 292b.
- the base material layer 290b may be mainly composed of Cu (copper). There is no limitation on the thickness of the base material layer 290b, and in this embodiment, the base material layer 290b may be thicker than the first surface layer 291b and the second surface layer 292b. The thickness of the base material layer 290b may be, for example, 50 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
- the first surface layer 291b may be located on the z2 side of the base layer 290b in the z direction.
- the first surface layer 291b may be solid-phase bonded to the second switching element 1B.
- the first surface layer 291b may be mainly composed of Ag (silver).
- the first surface layer 291b may be thinner than the base layer 290b.
- the thickness of the first surface layer 291b may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the first bonding layer 22B of the second conductive portion 2B may be located on the z1 side of the main body layer 20B in the z direction.
- the first bonding layer 22B may be solid-state bonded to the first surface layer 291b.
- the first bonding layer 22B may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the first bonding layer 22B may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the second surface layer 292b may be located on the z1 side of the base layer 290b in the z direction.
- the second surface layer 292b may be solid-phase bonded to the support substrate 3.
- the second surface layer 292b may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the second surface layer 292b is not limited in any way. In this embodiment, the second surface layer 292b may be thinner than the base layer 290b.
- the thickness of the second surface layer 292b may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- the support substrate 3 of this embodiment may further include a second bonding layer 321B.
- the second bonding layer 321B may be located on the z2 side of the second portion 32B in the z direction.
- the second bonding layer 321B may be solid-state bonded to the second surface layer 292b.
- the second bonding layer 321B may be mainly composed of Ag (silver).
- the thickness of the second bonding layer 321B is not limited in any way and may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
- Either the bonding interface between the second conductive portion 2B and the first intermediate bonding material 29b or the bonding interface between the support substrate 3 and the first intermediate bonding material 29b may include a bonding unique region Pcb.
- the bonding unique region Pcb may be a region in which the bonding state is different from that of the surrounding regions.
- the bonding unique region Pcb may be formed by a temporary bonding process in the manufacturing method of the semiconductor device A1 described below.
- the bonding unique region Pcb is a configuration in which the bonding strength is higher than that of the surrounding regions, and for example, the bonding unique region Pcb may be a configuration in which there are relatively fewer fine voids that can inevitably occur due to solid-state bonding than in the surrounding regions.
- the bonding unique region Pcb is recognized as a region in which the shading of the image is different from that of the surrounding regions.
- junction unique regions Pcb is not limited in any way and may be one or more.
- the semiconductor device A1 has two junction unique regions Pcb.
- the two junction unique regions Pcb may be located in a position that avoids the multiple second switching elements 1B in a plan view.
- the two junction unique regions Pcb may be located on a diagonal line of the second conductive portion 2B and the second portion 32B.
- the shape of the junction unique region Pcb is not limited in any way and may be any of a variety of shapes such as a triangle, a rectangle, a polygon, etc. in addition to the circular shape shown in FIG. 8.
- the bonding interface between the first bonding layer 22B of the second conductive portion 2B and the first surface layer 291b of the first intermediate bonding material 29b includes the bonding unique region Pcb.
- the bonding interface between the second bonding layer 321B of the support substrate 3 and the second surface layer 292b of the first intermediate bonding material 29b does not include the bonding unique region Pcb. This is determined by the procedure of the manufacturing method of the semiconductor device A1 described below.
- Each of the power terminals 41 to 43 may be a plate-shaped metal plate.
- the material of the metal plate may be, for example, mainly composed of Cu.
- the semiconductor device A1 may include one power terminal 41, two power terminals 42 and two power terminals 43.
- the first power supply voltage can be applied between the power terminal 41 and the two power terminals 42.
- the power terminal 41 can be, for example, a terminal (P terminal) connected to the positive pole of a DC power supply
- the two power terminals 42 can be, for example, terminals (N terminals) connected to the negative pole of a DC power supply.
- the power terminal 41 can be an N terminal
- the two power terminals 42 can be P terminals.
- the wiring inside the package can be changed appropriately in accordance with the change in the polarity of the terminals.
- the second power supply voltage can be applied to each of the two power terminals 43.
- the two power terminals 43 can be output terminals that can output a voltage (the second power supply voltage) converted by the switching operations of the multiple first switching elements 1A and the multiple second switching elements 1B.
- Each of the multiple power terminals 41 to 43 can include a portion covered by the resin member 8 and a portion exposed from the resin member 8.
- the power terminal 41 may be integral with the first conductive portion 2A as shown in Figures 8, 12 and 19. Alternatively, the power terminal 41 may be separated from the first conductive portion 2A and conductively joined to the first conductive portion 2A. As shown in Figure 8, the power terminal 41 may be located on the x2 side of the multiple semiconductor elements 1 and the first conductive portion 2A (support conductor 2).
- the insulating layer 31 is conductive to the first conductive portion 2A, and is conductive to the back electrodes 15 (drain electrodes) of the multiple first switching elements 1A via the first conductive portion 2A.
- the two power terminals 42 may each be spaced apart from the first conductive portion 2A, as shown in Figures 8 and 11, etc.
- a second conductive member 72 may be joined to each of the two power terminals 42.
- the two power terminals 42 may each be located on the x2 side of the multiple semiconductor elements 1 and the first conductive portion 2A (support conductor 2).
- the two power terminals 42 may each be conductive to the second conductive member 72.
- the two power terminals 42 may each be conductive to the second principal surface electrodes 12 (source electrodes) of the multiple second switching elements 1B via the conductive second conductive members 72.
- the power terminal 41 and the two power terminals 42 each protrude from the resin member 8 toward the x2 side.
- the power terminal 41 and the two power terminals 42 can be spaced apart from each other.
- the two power terminals 42 can be positioned on opposite sides of the power terminal 41 in the y direction. As can be seen from Figures 6, 7, and 9, the power terminal 41 and the two power terminals 42 can overlap each other when viewed in the y direction.
- the two power terminals 43 may be integral with the second conductive portion 2B, as shown in FIG. 8 and FIG. 11. Alternatively, the two power terminals 43 may be separated from the second conductive portion 2B and conductively joined to the second conductive portion 2B. As shown in FIG. 8, the two power terminals 43 may be located on the x1 side of the semiconductor elements 1 and the second conductive portion 2B (support conductor 2). Each power terminal 43 may be conductive to the first conductive portion 2A and may be conductive to the back electrode 15 (drain) of each second switching element 1B via the conductive first conductive portion 2A.
- the number of power terminals 43 is not limited to two, and may be one, or may be three or more. For example, when there is one power terminal 43, it is desirable that it is connected to the center of the second conductive portion 2B in the y direction.
- Each of the control terminals 44 may be a pin-shaped terminal for controlling the driving of the semiconductor elements 1 (the first switching elements 1A and the second switching elements 1B).
- Each of the control terminals 44 may be, for example, a press-fit terminal.
- the dimension of each of the control terminals 44 in the z direction may be, for example, 10 mm or more and 30 mm or less (15.8 mm in one example).
- the dimension of the control terminal 44 in the z direction may be the length from the lower end (the end on the z1 side) of a holder 441 described later to the upper end (the end on the z2 side) of a metal pin 442 described later. As shown in FIG. 1 and FIG.
- control terminals 44 may include a plurality of first control terminals 45 and a plurality of second control terminals 46.
- the first control terminals 45 may be used to control the first switching elements 1A.
- the second control terminals 46 may be used to control the second switching elements 1B.
- Each of the multiple control terminals 44 may include a holder 441 and a metal pin 442.
- the holder 441 may be made of a conductive material. As shown in FIG. 13 and FIG. 16, the holder 441 is bonded to the signal board 5 (first metal layer 52 described below) via a conductive bonding material 449.
- the holder 441 may include a cylindrical portion, an upper end flange, and a lower end flange. The upper end flange is connected to an end of the cylindrical portion on the upper side in the z direction (z2 side), and the lower end flange is connected to an end of the cylindrical portion on the lower side in the z direction (z1 side).
- a metal pin 442 may be inserted through at least the upper end flange and the cylindrical portion of the holder 441.
- the holder 441 may be covered with a resin member 8.
- the metal pin 442 may be a rod-shaped member extending in the z direction.
- the metal pin 442 may be supported by being pressed into the holder 441.
- the metal pin 442 may be electrically connected to the signal board 5 (first metal layer 52 described below) at least via the holder 441.
- the metal pin 442 may be electrically connected to the signal board 5 even via the conductive bonding material 449.
- a plurality of first control terminals 45 The multiple first control terminals 45 may be located at intervals in the y direction, as shown in Fig. 4.
- the multiple first control terminals 45 are fixed to the signal board 5 (first signal board 5A).
- the multiple first control terminals 45 may be located between the multiple first switching elements 1A and the multiple power terminals 41, 42 in the x direction, as shown in Figs. 5 to 7 and 12.
- the multiple first control terminals 45 may include a first drive terminal 45A and multiple first detection terminals 45B to 45E, as shown in Figs. 1 and 4.
- the first drive terminal 45A can be a terminal (gate terminal) for inputting a drive signal to the multiple first switching elements 1A.
- the first drive terminal 45A can be configured to be able to input a first drive signal for driving the multiple first switching elements 1A (for example, it can be configured to be able to apply a gate voltage).
- the first detection terminal 45B may be a terminal (source sense terminal) for detecting the source signals of the multiple first switching elements 1A.
- the first detection terminal 45B may be configured to be capable of outputting a first detection signal for detecting the conductive state of the multiple first switching elements 1A.
- the first detection terminal 45B may be configured to be capable of detecting the voltage (voltage corresponding to the source current) applied to the second principal surface electrode 12 (source electrode) of the first switching element 1A as the first detection signal.
- the first detection terminal 45C and the first detection terminal 45D may each be a terminal that is electrically connected to one of the two thermistors 17.
- the one thermistor 17 may be mounted on the first signal board 5A, which will be described later.
- the first detection terminal 45E can be a terminal (drain sense terminal) for detecting the drain signals of the multiple first switching elements 1A.
- the first detection terminal 45E can be configured to detect the voltage (voltage corresponding to the drain current) applied to each back electrode 15 (drain electrode) of the multiple first switching elements 1A.
- the second control terminals 46 may be located at intervals in the y direction, as shown in Fig. 4.
- the second control terminals 46 may be fixed to the signal board 5 (second signal board 5B).
- the second control terminals 46 may be located between the second switching elements 1B and the power terminals 43 in the x direction, as shown in Figs. 5 to 7 and 12.
- the second control terminals 46 may include a second drive terminal 46A and a plurality of second detection terminals 46B to 46E, as shown in Figs. 1 and 4.
- the second drive terminal 46A can be a terminal (gate terminal) for inputting a drive signal to the multiple second switching elements 1B.
- the second drive terminal 46A is configured so that a second drive signal for driving the multiple second switching elements 1B can be input (for example, it can be configured so that a gate voltage can be applied).
- the second detection terminal 46B may be a terminal (source sense terminal) for detecting the source signals of the multiple second switching elements 1B.
- the multiple second detection terminals 46B may be configured to be capable of outputting a second detection signal for detecting the conductive state of the multiple second switching elements 1B.
- the second detection terminal 46B may be configured to be capable of detecting the voltage (voltage corresponding to the source current) applied to the second principal surface electrode 12 (source electrode) of the second switching element 1B as the second detection signal.
- the second detection terminal 46C and the second detection terminal 46D may be terminals that are each electrically connected to the other of the two thermistors 17.
- the other thermistor 17 may be mounted on the second signal board 5B, which will be described later.
- the second detection terminal 46E can be a terminal (drain sense terminal) for detecting the drain signals of the multiple second switching elements 1B.
- the second detection terminal 46E can detect the voltage (voltage corresponding to the drain current) applied to each back electrode 15 (drain electrode) of the multiple second switching elements 1B.
- the signal substrate 5 may support a plurality of control terminals 44.
- the signal substrate 5 may be interposed between the support conductor 2 and each control terminal 44 in the z direction.
- the thickness (dimension in the z direction) of the signal substrate 5 may be, for example, 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.
- the dimension in the z direction of each control terminal 44 may be 20 times or more and 30 times or less the thickness (dimension in the z direction) of the signal substrate 5.
- the signal substrate 5 may include a first signal substrate 5A and a second signal substrate 5B.
- the first signal board 5A as shown in Figures 5, 12, and 13, is located on the first conductive portion 2A and can support a plurality of first control terminals 45.
- the first signal board 5A as shown in Figures 12, 13, and 19, can be adhered to the first conductive portion 2A via an adhesive layer 6 (first adhesive body 6A).
- the second signal board 5B as shown in Figures 5, 12 and 16, is located on the second conductive portion 2B and can support a plurality of second control terminals 46.
- the second signal board 5B as shown in Figures 12, 16 and 19, can be adhered to the second conductive portion 2B via an adhesive layer 6 (second adhesive body 6B).
- the signal substrate 5 (each of the first signal substrate 5A and the second signal substrate 5B) may be formed of, for example, a DBC substrate.
- the signal substrate 5 may have an insulating substrate 51, a first metal layer 52, and a second metal layer 53 stacked on top of each other. Unless otherwise specified, the insulating substrate 51, the first metal layer 52, and the second metal layer 53 described below may be common to the first signal substrate 5A and the second signal substrate 5B.
- the insulating substrate 51 may be made of, for example, ceramic. Examples of such ceramics include AlN, SiN , and Al2O3 .
- the insulating substrate 51 may have, for example, a rectangular shape in a plan view. As shown in Figs. 13 and 16, the insulating substrate 51 may have a main surface 51a and a back surface 51b. The main surface 51a and the back surface 51b may be spaced apart in the z direction. The main surface 51a faces the z2 side, and the back surface 51b faces the z1 side. The back surface 51b may face the supporting conductor 2.
- the second metal layer 53 may be located above the back surface 51b of the insulating substrate 51, as shown in Figures 13 and 16.
- the second metal layer 53 may be adhered to the support conductor 2 via an adhesive layer 6.
- the second metal layer 53 of the first signal substrate 5A may be adhered to the first conductive portion 2A via a first adhesive 6A described below.
- the second metal layer 53 of the second signal substrate 5B may be adhered to the second conductive portion 2B via a second adhesive 6B.
- the second metal layer 53 may be mainly composed of Cu, for example.
- the second metal layer 53 may be an example of a "metal layer".
- the first metal layer 52 may be located above the main surface 51a of the insulating substrate 51, as shown in Figures 13 and 16.
- the multiple control terminals 44 may be provided on the first metal layer 52.
- the first metal layer 52 of the first signal substrate 5A may have multiple first control terminals 45 provided on it.
- the first metal layer 52 of the second signal substrate 5B may have multiple second control terminals 46 provided on it.
- the first metal layer 52 may be mainly composed of Cu, for example.
- the first metal layer 52 includes multiple wiring layers 521-526.
- the multiple wiring layers 521-526 may be separated and insulated from each other.
- the wiring layer 521 may have a plurality of wires 73 bonded thereto, as shown in FIG. 8.
- the wiring layer 521 may be electrically connected to the first principal surface electrodes 11 (gate electrodes) of the respective semiconductor elements 1 via the respective bonded wires 73.
- the wiring layer 521 of the first signal substrate 5A may be electrically connected to the first principal surface electrodes 11 of the respective first switching elements 1A via the respective bonded wires 73.
- the wiring layer 521 of the second signal substrate 5B may be electrically connected to the first principal surface electrodes 11 of the respective second switching elements 1B via the respective bonded wires 73.
- the wiring layer 526 may have a plurality of wires 75 bonded thereto, as shown in FIG. 8.
- the wiring layer 526 may be electrically connected to the wiring layer 521 via the bonded wires 75.
- the wiring layer 526 of the first signal board 5A may be electrically connected to the first principal surface electrodes 11 (gate electrodes) of the first switching elements 1A via the wires 75, the wiring layer 521 of the first signal board 5A, and the wires 73.
- the wiring layer 526 of the second signal board 5B may be electrically connected to the first principal surface electrodes 11 (gate electrodes) of the second switching elements 1B via the wires 75, the wiring layer 521 of the second signal board 5B, and the wires 73.
- the first drive terminal 45A may be bonded to the wiring layer 526 of the first signal board 5A.
- the second drive terminal 46A may be bonded to the wiring layer 526 of the second signal board 5B.
- a plurality of wires 74 may be bonded to the wiring layer 522.
- the wiring layer 522 may be electrically connected to the third principal surface electrode 13 (source sense electrode) of each semiconductor element 1 via each wire 74.
- the wiring layer 522 of the first signal substrate 5A may be electrically connected to the third principal surface electrode 13 (source sense electrode) of each first switching element 1A via each wire 74.
- the wiring layer 522 of the second signal substrate 5B may be electrically connected to the third principal surface electrode 13 (source sense electrode) of each second switching element 1B via each wire 74.
- the first detection terminal 45B may be bonded to the wiring layer 522 of the first signal substrate 5A.
- the second detection terminal 46B may be bonded to the wiring layer 522 of the second signal substrate 5B.
- the wiring layer 523 and the wiring layer 524 may be joined to the thermistor 17 as shown in FIG. 8. As shown in FIG. 8, the wiring layer 523 of the first signal board 5A may be joined to the first detection terminal 45C. As shown in FIG. 8, the wiring layer 524 of the first signal board 5A may be joined to the first detection terminal 45D. The wiring layer 523 of the second signal board 5B may be joined to the second detection terminal 46C. The wiring layer 524 of the second signal board 5B may be joined to the second detection terminal 46D.
- the wiring layer 525 may have wires 76 bonded thereto.
- the wiring layer 525 may be electrically connected to the support conductor 2 via the bonded wires 76.
- the wiring layer 525 of the first signal board 5A may be electrically connected to the first conductive portion 2A via the wires 76.
- the wiring layer 525 of the second signal board 5B may be electrically connected to the second conductive portion 2B via the wires 76.
- the first detection terminal 45E may be bonded to the wiring layer 525 of the first signal board 5A.
- the second detection terminal 46E may be bonded to the wiring layer 525 of the second signal board 5B.
- the signal board 5 may be a printed circuit board such as a glass epoxy board, rather than a DBC board. At least the above wiring layers 521 to 526 may be formed on the printed circuit board.
- Adhesive layer 6 The adhesive layer 6 can bond the signal substrate 5 and the supporting conductor 2.
- the adhesive layer 6 can be interposed between the signal substrate 5 and the supporting conductor 2 in the z direction.
- the adhesive layer 6 can overlap the signal substrate 5 in a plan view.
- the thickness (dimension in the z direction) of the adhesive layer 6 can be, for example, not less than 20 ⁇ m and not more than 200 ⁇ m (85 ⁇ m in one example).
- the adhesive layer 6 may include a first adhesive body 6A and a second adhesive body 6B.
- the first adhesive body 6A may bond the first signal substrate 5A and the first conductive portion 2A together.
- the first adhesive body 6A may be interposed between the first signal substrate 5A and the first conductive portion 2A, and may overlap the first signal substrate 5A in a planar view.
- the second adhesive body 6B may bond the second signal substrate 5B and the second conductive portion 2B together.
- the second adhesive body 6B may be interposed between the second signal substrate 5B and the second conductive portion 2B, and may overlap the second signal substrate 5B in a planar view.
- the adhesive layer 6 (each of the first adhesive body 6A and the second adhesive body 6B) may include an insulating layer 61 and a pair of adhesive layers 62, 63, as shown in Figures 13 and 16.
- the insulating layer 61 and the pair of adhesive layers 62, 63 described below may be common to each of the first adhesive body 6A and the second adhesive body 6B, unless otherwise specified.
- the insulating layer 61 may be made of a resin material.
- the resin material is preferably, for example, polyimide.
- the insulating layer 61 of the first adhesive 6A may electrically insulate the first signal board 5A from the first conductive part 2A.
- the insulating layer 61 of the second adhesive 6B may electrically insulate the second signal board 5B from the second conductive part 2B.
- the insulating layer 61 may be, for example, a film.
- the insulating layer 61 may be a sheet or plate, not a film. In this disclosure, a sheet may be soft like a film, but thicker than a film. A plate may be harder and less flexible than a film or sheet, and thicker than a sheet.
- the definitions of film, sheet, and plate are not limited to these, and may be changed as appropriate according to conventional classifications.
- the thickness (dimension in the z direction) of the insulating layer 61 may be 0.1% or more and 1.0% or less of the dimension in the z direction of each control terminal 44.
- the thickness (dimension in the z direction) of the insulating layer 61 can be 20% or more and 75% or less of the thickness (dimension in the z direction) of the adhesive layer 6.
- the thickness (dimension in the z direction) of the insulating layer 61 can be, for example, 10 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less (25 ⁇ m in one example).
- the insulating layer 61 may include a principal surface 61a and a rear surface 61b.
- the principal surface 61a and the rear surface 61b may be spaced apart in the z direction.
- the principal surface 61a may face the z2 side (upward in the z direction), and the rear surface 61b may face the z1 side (downward in the z direction).
- the pair of adhesive layers 62, 63 may be located above both sides of the insulating layer 61 in the z direction.
- Each of the pair of adhesive layers 62, 63 may be made of any resin adhesive.
- the resin adhesive may include, for example, a silicone-based adhesive and an acrylic-based adhesive.
- the thickness (dimension in the z direction) of each of the pair of adhesive layers 62, 63 may be 10% or more and 150% or less of the thickness (dimension in the z direction) of the insulating layer 61.
- the thickness (dimension in the z direction) of each of the pair of adhesive layers 62, 63 may be, for example, 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less (30 ⁇ m in one example).
- the adhesive layer 62 may be located above the main surface 61a, as shown in Figures 13 and 16.
- the adhesive layer 62 may be interposed between the insulating layer 61 and the signal board 5 in the z direction.
- the adhesive layer 62 of the first adhesive body 6A may be interposed between the insulating layer 61 of the first adhesive body 6A and the first signal board 5A in the z direction.
- the adhesive layer 62 of the second adhesive body 6B may be interposed between the insulating layer 61 of the second adhesive body 6B and the second signal board 5B in the z direction.
- the adhesive layer 63 may be located above the back surface 61b, as shown in Figures 13 and 16.
- the adhesive layer 63 may be interposed between the insulating layer 61 and the support conductor 2 in the z direction.
- the adhesive layer 63 of the first adhesive body 6A may be interposed between the insulating layer 61 of the first adhesive body 6A and the first conductive portion 2A in the z direction.
- the adhesive layer 63 of the second adhesive body 6B may be interposed between the insulating layer 61 of the second adhesive body 6B and the second conductive portion 2B.
- the adhesive layer 6 of the present disclosure can be, for example, something like a double-sided adhesive tape.
- the adhesive layer 6 can be, for example, attached to a signal board 5 to which a plurality of control terminals 44 are bonded, and then attached to the support conductor 2.
- the adhesive layer 6 does not have to be a double-sided adhesive tape, and does not include adhesives that temporarily become molten like solder when bonding two components together.
- the adhesive layer 6 may be anything that can bond two components together without becoming molten when bonding them together.
- First conductive member 71 and second conductive member 72 The first conductive member 71 and the second conductive member 72, together with the support conductor 2, may constitute a path of a main circuit current switched by the plurality of semiconductor elements 1 (the plurality of first switching elements 1A and the plurality of second switching elements 1B).
- the first conductive member 71 and the second conductive member 72 may be spaced apart from the respective main surfaces 201 of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B on the z2 side and overlap the respective main surfaces 201 in a plan view.
- the first conductive member 71 and the second conductive member 72 may each be made of, for example, a metal plate material.
- the metal may be, for example, Cu or a Cu alloy.
- the first conductive member 71 and the second conductive member 72 may be appropriately bent.
- the first conductive member 71 may provide electrical continuity between the multiple first switching elements 1A and the second conductive portion 2B. As shown in FIG. 5 and FIG. 8, the first conductive member 71 may be connected to the second principal surface electrode 12 (source electrode) of each first switching element 1A and the second conductive portion 2B. As shown in FIG. 5 and FIG. 8, the first conductive member 71 may provide electrical continuity between the second principal surface electrode 12 of each first switching element 1A and the second conductive portion 2B. The first conductive member 71 may form a path of a main circuit current switched by the multiple first switching elements 1A. As shown in FIG. 5, FIG. 8, and FIG. 12, the first conductive member 71 may include a main portion 711, multiple first connection ends 712, and multiple second connection ends 713.
- the main portion 711 may be located between the multiple first switching elements 1A and the second conductive portion 2B in the x direction.
- the main portion 711 may be a band-shaped portion extending in the y direction.
- the main portion 711 may be located on the z2 side of the multiple first connection ends 712 and the multiple second connection ends 713.
- the main portion 711 may include multiple openings 711a.
- Each of the multiple openings 711a may be a through hole that penetrates the first conductive member 71 (main portion 711) in the z direction.
- the multiple openings 711a may be arranged at intervals in the y direction.
- the multiple openings 711a do not overlap the second conductive member 72 in a planar view.
- the multiple openings 711a can be formed to facilitate the flow of the resin material between the upper side (z2 side) and the lower side (z1 side) near the main portion 711 (first conductive member 71) when injecting the fluid resin material to form the resin member 8.
- the shape of the main portion 711 is not limited to this configuration, and for example, the openings 711a do not need to be formed.
- the multiple first connection ends 712 and the multiple second connection ends 713 may each be connected to the main portion 711. Any of the multiple first connection ends 712 and the multiple second connection ends 713 may face the multiple first switching elements 1A. As shown in FIG. 12, the multiple first connection ends 712 are each bonded to any of the second principal surface electrodes 12 of the multiple first switching elements 1A via a conductive bonding material 719. The multiple second connection ends 713 are each bonded to any of the second conductive portions 2B via a conductive bonding material 719.
- the conductive bonding material 719 may be, for example, solder, a metal paste material, or a sintered metal. In the examples shown in FIGS. 8, 12, 13, and 21, each first connection end 712 may include an opening 712a.
- each opening 712a may overlap the center of each first switching element 1A in a plan view. As shown in Figures 12, 13, and 21, each opening 712a may be, for example, a through hole that penetrates each first connection end 712 in the z direction. The opening 712a is used, for example, when positioning the first conductive member 71 with respect to the support conductor 2.
- the multiple first connection ends 712 and the multiple second connection ends 713 are each connected to one another by the main portion 711, but instead of this configuration, the main portion 711 may be divided into multiple portions, and the divided portions may connect each of the multiple first connection ends 712 and each of the multiple second connection ends 713.
- the configuration may include one first conductive member 71 for each of the multiple first switching elements 1A.
- the second conductive member 72 may be connected to the second main surface electrode 12 (source electrode) of each second switching element 1B and the multiple power terminals 42, as shown in FIG. 5.
- the second conductive member 72 may electrically connect the second main surface electrode 12 of each second switching element 1B and each power terminal 42.
- the second conductive member 72 may form a path of a main circuit current switched by the multiple second switching elements 1B.
- the second conductive member 72 may have a maximum dimension in the x direction of, for example, 25 mm or more and 40 mm or less, and a maximum dimension in the y direction of, for example, 30 mm or more and 45 mm or less.
- the second conductive member 72 may include a pair of first wiring portions 721, second wiring portions 722, third wiring portions 723, and fourth wiring portions 724.
- each of the pair of first wiring parts 721 may be connected to one of the pair of power terminals 42, and the other of the pair of first wiring parts 721 may be connected to the other of the pair of power terminals 42.
- each of the pair of first wiring parts 721 may be a strip extending in the x direction in a plan view.
- the pair of first wiring parts 721 may be spaced apart in the y direction and positioned parallel (or approximately parallel).
- each of the pair of first wiring parts 721 may include a first end 721a.
- Each first end 721a may be an end of each first wiring part 721 on the x2 side.
- each first end 721a may be positioned on the z1 side relative to other parts of each first wiring part 721. As shown in FIG. 11, each first end 721a may be joined to each of the pair of power terminals 42 via a conductive bonding material 729.
- the conductive bonding material 729 may be, for example, solder, metal paste, or sintered metal.
- each first wiring portion 721 may have one or more recesses.
- the one or more recesses of each first wiring portion 721 may be, for example, semicircular in plan view. The one or more recesses may overlap the support conductor 2 in plan view.
- the second wiring portion 722 may be connected to both of the pair of first wiring portions 721 as shown in FIG. 5.
- the second wiring portion 722 is sandwiched between the pair of first wiring portions 721 in the y direction.
- the second wiring portion 722 may be in the form of a strip extending in the y direction in a plan view.
- the second wiring portion 722 may overlap the second switching elements 1B as shown in FIG. 5.
- the second wiring portion 722 may be connected to each of the second switching elements 1B.
- the second wiring portion 722 may have a plurality of concave regions 722a. As shown in FIG. 20, each of the plurality of concave regions 722a extends downward in the z direction (to the z1 side) from other portions of the second wiring portion 722.
- each recessed region 722a of the second wiring portion 722 and each of the second principal surface electrodes 12 (source electrodes) of the second switching elements 1B may be joined via a conductive bonding material 729 as shown in FIG. 20.
- each recessed region 722a may have a slit. The slit may be located at the center of each recessed region 722a in the y direction and extend in the x direction.
- Each recessed region 722a may include two portions separated in the y direction by a slit. Note that each recessed region 722a may not have a slit.
- the third wiring portion 723 may be connected to both of the pair of first wiring portions 721 as shown in FIG. 5.
- the first wiring portion 721 may be sandwiched between the pair of first wiring portions 721 in the y direction.
- the third wiring portion 723 may be in the form of a strip extending in the y direction in a plan view.
- the third wiring portion 723 may be separated from the second wiring portion 722 in the x direction.
- the third wiring portion 723 may be arranged parallel (or approximately parallel) to the second wiring portion 722.
- the third wiring portion 723 may overlap a plurality of first switching elements 1A in a plan view as shown in FIG. 5.
- the third wiring portion 723 may be located above (on the z2 side) each first connection end portion 712 of the first conductive member 71 in the z direction.
- the third wiring portion 723 may overlap the first connection end portion 712 in a plan view.
- the multiple fourth wiring parts 724 may each be connected to both the second wiring part 722 and the third wiring part 723, as shown in FIG. 5. Each fourth wiring part 724 may be located between the second wiring part 722 and the third wiring part 723 in the x direction. Each fourth wiring part 724 may be in the shape of a strip extending in the x direction in a planar view. The multiple fourth wiring parts 724 may be spaced apart in the y direction and arranged parallel (or approximately parallel) in a planar view. The multiple fourth wiring parts 724 may be arranged parallel (or approximately parallel) to a pair of first wiring parts 721.
- each of the multiple fourth wiring parts 724 may be connected to a portion of the third wiring part 723 that overlaps between two first switching elements 1A adjacent in the y direction in a planar view.
- the other end in the x direction of each of the multiple fourth wiring parts 724 can be connected to a portion of the second wiring part 722 that overlaps between two second switching elements 1B adjacent in the y direction in a plan view.
- Each of the multiple fourth wiring parts 724 can overlap, for example, the first conductive member 71 (main part 711).
- Each of the wires 73 to 76 may be, for example, a bonding wire, and may provide electrical continuity between two parts spaced apart from each other.
- the material of each of the wires 73 to 76 may be, for example, primarily any one of Au (gold), Al, and Cu.
- the multiple wires 73 are bonded to the wiring layer 521 and the first principal surface electrodes 11 (gate electrodes) of each semiconductor element 1, and can provide electrical continuity between them. As shown in FIG. 8, the multiple wires 73 can include wires bonded to the first principal surface electrodes 11 of each first switching element 1A and the wiring layer 521 of the first signal substrate 5A, and wires bonded to the first principal surface electrodes 11 of each second switching element 1B and the wiring layer 521 of the second signal substrate 5B.
- the multiple wires 74 are bonded to the wiring layer 522 and the third principal surface electrode 13 (source sense electrode) of each semiconductor element 1, and can provide electrical continuity between them.
- the multiple wires 74 can include wires bonded to the third principal surface electrode 13 of each first switching element 1A and the wiring layer 522 of the first signal substrate 5A, and wires bonded to the third principal surface electrode 13 of each second switching element 1B and the wiring layer 522 of the second signal substrate 5B.
- the multiple wires 74 are bonded to each second principal surface electrode 12 instead of each third principal surface electrode 13.
- the multiple wires 75 are bonded to the wiring layer 521 and the wiring layer 526, and provide electrical continuity between them. As shown in FIG. 8, the multiple wires 75 may include wires bonded to the wiring layer 521 and the wiring layer 526 of the first signal board 5A, and wires bonded to the wiring layer 521 and the wiring layer 526 of the second signal board 5B.
- the multiple wires 76 can be bonded to the wiring layer 525 and the support conductor 2, and can provide electrical continuity between them. As shown in FIG. 8, the multiple wires 76 can include wires bonded to the wiring layer 525 and the first conductive portion 2A of the first signal board 5A, and wires bonded to the wiring layer 525 and the second conductive portion 2B of the second signal board 5B.
- the resin member 8 may be a sealing material that protects the semiconductor elements 1 (the first switching elements 1A and the second switching elements 1B).
- the resin member 8 may cover the semiconductor elements 1 (the first switching elements 1A and the second switching elements 1B), the support conductor 2 (the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B), the support substrate 3 (excluding the lower surface of the second metal layer 33), a portion of each of the power terminals 41 to 43, a portion of each of the control terminals 44, the signal substrate 5 (the first signal substrate 5A and the second signal substrate 5B), the adhesive layer 6 (the first adhesive body 6A and the second adhesive body 6B), the first conductive member 71, the second conductive member 72, and the wires 73 to 76.
- the resin member 8 may be made of, for example, a black epoxy resin.
- the resin member 8 may be formed by, for example, molding.
- the resin member 8 may have, for example, a dimension in the x direction of about 35 mm to about 60 mm, a dimension in the y direction of about 35 mm to about 50 mm, and a dimension in the z direction of about 4 mm to about 15 mm. These dimensions may be the size of the maximum portion along each direction.
- the resin member 8 may have a resin main surface 81, a resin back surface 82, and a plurality of resin side surfaces 831 to 834.
- the resin main surface 81 and the resin back surface 82 may be spaced apart in the z direction as shown in Figures 6, 7, 9, 11, 12, and 19 to 22.
- the resin main surface 81 may face the z2 side, and the resin back surface 82 may face the z1 side.
- a configuration may be adopted in which a plurality of control terminals 44 (a plurality of first control terminals 45 and a plurality of second control terminals 46) protrude from the resin main surface 81.
- the resin back surface 82 may be in the shape of a frame surrounding the lower surface of the second metal layer 33 of the support substrate 3 in a plan view as shown in Figure 10.
- the lower surface of the second metal layer 33 may be exposed from the resin back surface 82 and may be flush with the resin back surface 82, for example.
- the plurality of resin side surfaces 831 to 834 are each connected to both the resin main surface 81 and the resin back surface 82, and are located between them in the z direction. As shown in Figure 4 and the like, the resin side surface 831 and the resin side surface 832 may be spaced apart in the x direction. Resin side surface 831 may face the x1 side, and resin side surface 832 may face the x2 side. Two power terminals 43 may protrude from resin side surface 831, and multiple power terminals 41, 42 may protrude from resin side surface 832. As shown in FIG. 4 and other figures, resin side surface 833 and resin side surface 834 may be spaced apart in the y direction. Resin side surface 833 may face the y1 side, and resin side surface 834 may face the y2 side.
- the resin side surface 832 may have a plurality of recesses 832a as shown in FIG. 4. Each recess 832a may be a portion recessed in the x direction in a plan view.
- the plurality of recesses 832a may include one located between one of the two power terminals 42 and the power terminal 41 in a plan view, and one located between the other of the two power terminals 42 and the power terminal 41.
- the plurality of recesses 832a may increase either the creepage distance along the resin side surface 832 between the power terminal 41 and one of the two power terminals 42, or the creepage distance along the resin side surface 832 between the power terminal 41 and the other of the two power terminals 42.
- the resin member 8 can have a plurality of first protrusions 851, a plurality of second protrusions 852, and a resin void portion 86.
- Each of the multiple first protrusions 851 may protrude in the z direction from the resin main surface 81.
- the multiple first protrusions 851 may be located near the four corners of the resin member 8 in a plan view.
- the tip (the end on the z2 side) of each of the first protrusions 851 may have a first protrusion end surface 851a.
- Each of the multiple first protrusions 851 may be parallel (or approximately parallel) to the resin main surface 81.
- the multiple first protrusion end surfaces 851a may be located on the same plane (x-y plane).
- Each of the first protrusions 851 may be, for example, a hollow truncated cone with a bottom.
- the multiple first protrusions 851 may be used as a spacer when the semiconductor device A1 is mounted on a control circuit board or the like.
- the control circuit board may be included in an apparatus that uses the power generated by the semiconductor device A1.
- each of the first protrusions 851 may have a recess 851b and an inner wall surface 851c that defines the recess 851b.
- the shape of each of the first protrusions 851 may be columnar, and is preferably cylindrical. It is preferable that the shape of the recess 851b is cylindrical, and that the inner wall surface 851c is a single perfect circle in a plan view.
- the semiconductor device A1 may be fixed to the control circuit board or the like by a method such as screwing.
- the inner wall surface 851c of the recess 851b of each first protrusion 851 may have a female screw thread.
- the inner wall surface 851c of the recess 851b of the first protrusion 851 may be configured so that a female screw thread can be formed.
- the recess 851b of each first protrusion 851 may be configured so that an insert nut or the like is embedded inside.
- the multiple second protrusions 852 may protrude in the z direction from the resin main surface 81, as shown in FIG. 12 etc.
- the multiple second protrusions 852 may overlap the multiple control terminals 44 in a plan view.
- Each metal pin 442 of the multiple control terminals 44 may be configured to protrude from each second protrusion 852.
- Each second protrusion 852 may be frustum-shaped.
- Each second protrusion 852 may cover the holder 441 and a portion of the metal pin 442 in each control terminal 44.
- the resin void portion 86 may extend from the resin main surface 81 to each main surface 201 of the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B in the z direction.
- the resin void portion 86 may have a tapered shape, and the cross-sectional area in a plane perpendicular to the z direction may become smaller as it moves in the z direction from the resin main surface 81 to each main surface 201.
- the resin void portion 86 is formed during molding of the resin member 8, and may be a portion where the resin member 8 is not formed during the molding.
- the resin voids 86 can be formed, for example, when the resin member 8 is molded, because the pressing member occupies the resin member 8 and prevents the resin member 8 from being filled with fluid resin material.
- the pressing member applies a pressing force to each main surface 201 during molding, and is inserted into the recesses in each first wiring portion 721 of the second conductive member 72. This allows the pressing member to press the support conductor 2 (first conductive portion 2A and second conductive portion 2B) without interfering with the second conductive member 72, reducing warping of the support substrate 3 to which the support conductor 2 is joined.
- the semiconductor device A1 includes a resin filling portion 88 as shown in FIG. 11.
- the resin filling portion 88 can be filled into the resin void portion 86 so as to fill the resin void portion 86.
- the resin filling portion 88 can be, for example, an epoxy resin like the resin member 8, but may be a resin material different from that of the resin member 8.
- the pressing die M1a and pressing die M1b shown in Figures 23 and 24 are prepared.
- the pressing die M1a and pressing die M1b may have multiple protrusions m1.
- the protrusions m1 may protrude toward the z1 side in the z direction.
- the pressing die M1a and pressing die M1b may each have two protrusions m1.
- the two protrusions m1 are located separately from each other on the diagonal lines of the pressing die M1a and pressing die M1b, respectively.
- a first intermediate bonding material 29a is placed on the first conductive portion 2A, and a first intermediate bonding material 29b is placed on the second conductive portion 2B. Then, a pressing die M1a can be placed on the first intermediate bonding material 29a, and a pressing die M1b can be placed on the first intermediate bonding material 29b.
- the first intermediate bonding material 29a is pressed toward the first conductive portion 2A by the pressing die M1a.
- the first intermediate bonding material 29b is pressed toward the second conductive portion 2B by the pressing die M1b.
- the pressure at the tip of the protrusion m1 by these pressings can be the same (or approximately the same) as the pressure applied to the bonding surface in the solid-state bonding process described below.
- the atmospheric temperature in this pressing can be lower than the atmospheric temperature in the solid-state bonding process described below, and can be lower than the recrystallization temperature of Ag (silver), which is the material to be solid-state bonded.
- the portion of the first intermediate bonding material 29a pressed by the protrusion m1 is slightly recessed from the surrounding portion, but this is just one example.
- the bonding unique region Pca can be a portion where a bonding similar to solid-state bonding is performed. This process can be the temporary bonding process of the present disclosure.
- the joint formwork M2 can have a first recess m21, a second recess m22a, a third recess m22b, a fourth recess m23, a first through hole m24a, and a second through hole m24b.
- the first recess m21 may be a portion recessed from the z2 side to the z1 side in the z direction.
- the first recess m21 may have a size and shape in a plan view that can accommodate the support substrate 3.
- the second recess m22a is recessed from the bottom of the first recess m21 toward the z2 side in the z direction.
- the second recess m22a may have a size and shape in a plan view that can accommodate the first conductive portion 2A.
- the size of the second recess m22a in a plan view is smaller than the size of the support substrate 3 in a plan view.
- the depth of the second recess m22a in the z direction is smaller than the thickness of the first conductive portion 2A in the z direction.
- the third recess m22b may be recessed from the bottom of the first recess m21 toward the z2 side in the z direction.
- the third recess m22b may be aligned with the second recess m22a in the x direction.
- the third recess m22b may have a size and shape in a plan view that can accommodate the second conductive portion 2B.
- the size of the third recess m22b in a plan view is smaller than the size of the support substrate 3 in a plan view.
- the depth of the third recess m22b in the z direction is smaller than the thickness of the second conductive portion 2B in the z direction.
- the fourth recess m23 may be a portion recessed from the z1 side to the z2 side in the z direction.
- the fourth recess m23 may be sized and shaped so as to overlap all of the first switching elements 1A and the second switching elements 1B in the semiconductor device A1 in a plan view.
- the first through hole m24a penetrates in the z direction and can reach the second recess m22a and the fourth recess m23.
- the first through hole m24a has a size and shape that can accommodate the first switching element 1A.
- the first through hole m24a is smaller than the first conductive portion 2A.
- the size in the z direction of the first through hole m24a can be the same (or approximately the same) as the combined thickness of the first switching element 1A in the z direction and the thickness of the second intermediate bonding material 19a in the z direction.
- the number of first through holes m24a can be the same as the number of first switching elements 1A.
- the second through hole m24b penetrates in the z direction and reaches the third recess m22b and the fourth recess m23.
- the first through hole m24a may be of a size and shape capable of accommodating the second switching element 1B.
- the first through hole m24a is smaller than the second conductive portion 2B.
- the size in the z direction of the second through hole m24b may be the same (or approximately the same) as the combined thickness of the second switching element 1B in the z direction and the second intermediate bonding material 19b in the z direction.
- the number of second through holes m24b may be the same as the number of second switching elements 1B.
- the first conductive part 2A to which the first intermediate bonding material 29a has been temporarily bonded is placed in the second recess m22a.
- the second conductive part 2B to which the first intermediate bonding material 29b has been temporarily bonded is placed in the third recess m22b.
- the support substrate 3 is inserted into the first recess m21.
- the first part 32A is placed on the first intermediate bonding material 29a, and the second part 32B is placed on the first intermediate bonding material 29b.
- the joining form M2, the first conductive part 2A, the second conductive part 2B, the first intermediate bonding material 29a, the first intermediate bonding material 29b, and the support substrate 3 placed on the joining form M2 are all inverted in the z direction.
- the second intermediate bonding material 19a and the first switching element 1A are placed in the first through hole m24a.
- the second intermediate bonding material 19a is fixed to the first switching element 1A in advance.
- this fixing does not have to be solid-state bonding.
- the second intermediate bonding material 19b and the second switching element 1B are placed in the second through hole m24b.
- the second intermediate bonding material 19b is fixed to the second switching element 1B in advance.
- this fixing does not have to be solid-state bonding.
- the pressing die M3 is brought closer from the z1 side to the z2 side in the z direction. Then, as shown in FIG. 29, the pressing die M3 is pressed against the first switching element 1A, the second switching element 1B, and the bottom of the fourth recess m23 of the joining formwork M2.
- the atmospheric temperature can be set to a temperature equal to or higher than the recrystallization temperature of Ag (silver), which is the material to be solid-state joined. This can form a joining interface by solid-state joining, as described with reference to FIGS. 14, 15, 17, and 18. This can be the solid-state joining process of the present disclosure.
- the signal substrate 5, the control terminals 44, the wires 73 to 76, the resin member 8, etc. are formed in sequence to obtain the semiconductor device A1.
- the bonding interface between the first conductive portion 2A and the first intermediate bonding material 29b may include a bonding unique region Pca.
- the bonding interface between the second conductive portion 2B and 29b may include a bonding unique region Pcb.
- These bonding unique regions Pca and Pcb may be regions formed by the temporary bonding process shown in FIG. 25 before the solid-state bonding process shown in FIG. 29.
- the bonding unique region Pca and the bonding unique region Pcb it is possible to reduce the misalignment of the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b in the placement process shown in FIG. 27 and FIG. 28, which is a preparatory process for the solid-state bonding process.
- the manufacturing method of the semiconductor device A1 disclosed herein can perform solid-state bonding more appropriately and reliably.
- the bonding condition of the bonding unique region Pca and the bonding unique region Pcb may be inferior to that of the surrounding areas due to the conditions of the temporary bonding and solid-state bonding, or that the bonding condition of the bonding unique region Pca and the bonding unique region Pcb may be good but the bonding condition of the areas adjacent to the bonding unique region Pca and the bonding unique region Pcb may be poor.
- the bonding unique region Pca and the bonding unique region Pcb may be located away from the first switching element 1A and the second switching element 1B in a plan view.
- the first conductive portion 2A and the second conductive portion 2B can be positioned by the second recess m22a and the third recess m22b, and the support substrate 3 can be positioned by the first recess m21.
- the first switching element 1A and the semiconductor element 1b can be positioned by the first through hole m24a and the second through hole m24b. Therefore, in the manufacturing method of semiconductor device A1, the position of each element in solid-state bonding can be more accurately finished.
- FIGS. 30 to 35 show modified examples and other embodiments of the present disclosure.
- elements that are the same as or similar to those in the above-described embodiment are given the same reference numerals as in the above-described embodiment.
- the configurations of the various parts in each modified example and each embodiment can be combined with each other as appropriate to the extent that no technical contradictions arise.
- Semiconductor device A11: 30 shows a first modified example of the semiconductor device A1.
- a semiconductor device A11 of this modified example is different from the semiconductor device A1 in the number of junction unique regions Pca and junction unique regions Pcb.
- the four bond unique regions Pca can be located near the four corners of the first conductive portion 2A and the first portion 32A.
- the four bond unique regions Pcb can be located near the four corners of the second conductive portion 2B and the second portion 32B.
- This modified example allows the semiconductor device A1 to reduce the positional misalignment between the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b.
- the number and positions of the bonding unique regions Pca and Pcb are not limited in any way.
- Semiconductor device A2 31 and 32 show a semiconductor device A2 according to a second embodiment of the present disclosure.
- the positions of the junction unique region Pca and the junction unique region Pcb are different from those of the semiconductor device A1.
- the bonding interface between the second surface layer 292a of the first intermediate bonding material 29a and the second bonding layer 321A of the first portion 32A includes a bonding unique region Pca, and the bonding interface between the first surface layer 291a of the first intermediate bonding material 29a and the first bonding layer 22A of the first conductive portion 2A does not include the bonding unique region Pca.
- the bonding interface between the second surface layer 292b of the first intermediate bonding material 29b and the second bonding layer 321B of the second portion 32B includes the bonding unique region Pcb, and the bonding interface between the first surface layer 291b of the first intermediate bonding material 29a and the first bonding layer 22B of the second conductive portion 2B does not include the bonding unique region Pcb.
- FIGS. 33 to 35 show an example of a manufacturing method for the semiconductor device A2.
- a first intermediate bonding material 29a may be placed on the first portion 32A of the support substrate 3, and a first intermediate bonding material 29b may be placed on the second portion 32B.
- the pressing die M1 may be, for example, a combination of the pressing die M1a and pressing die M1b in the above-described embodiment.
- the pressing die M1 may be moved from the z2 side to the z1 side in the z direction and placed on the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b.
- the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b may be pressed by a pressing die M1.
- the pressure and the ambient temperature at this time may be the same as those in the temporary bonding process described with reference to FIG. 25.
- a bonding unique area Pca may be formed at the interface between the first intermediate bonding material 29a and the first portion 32A
- a bonding unique area Pcb may be formed at the interface between the first intermediate bonding material 29b and the second portion 32B.
- the first conductive portion 2A is placed in the second recess m22a of the joining formwork M2, and the second conductive portion 2B is placed in the third recess m22b.
- the support substrate 3 to which the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b are temporarily bonded is placed in the first recess m21.
- the first intermediate bonding material 29a is placed on the first conductive portion 2A
- the first intermediate bonding material 29b is placed on the second conductive portion 2B.
- the manufacturing method of the semiconductor device A2 according to this embodiment can reduce misalignment of the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b.
- the bond unique region Pca and the bond unique region Pcb may be located on either side of the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b.
- the bond unique region Pca and the bond unique region Pcb may be formed on only one side of the first intermediate bonding material 29a and the first intermediate bonding material 29b in the z direction.
- the method for manufacturing a semiconductor and a semiconductor device according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment.
- the specific configuration of the method for manufacturing a semiconductor and a semiconductor device according to the present disclosure can be freely designed in various ways.
- the present disclosure includes the embodiments described in the following appendix.
- Appendix 1 A semiconductor element; A support conductor for supporting the semiconductor element; A support substrate supporting the support conductor; a first intermediate bonding material interposed between the supporting conductor and the supporting substrate; The bonding between the supporting conductor and the first intermediate bonding material, and the bonding between the supporting substrate and the first intermediate bonding material are both solid-state bonding, A semiconductor device, wherein either the bonding interface between the support conductor and the first intermediate bonding material or the bonding interface between the support substrate and the first intermediate bonding material includes a bonding unique region that has a bonding state different from that of surrounding areas. Appendix 2. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a bonding interface between the supporting conductor and the first intermediate bonding material includes the bonding unique region. Appendix 3. 2.
- a bonding interface between the support substrate and the first intermediate bonding material includes the bonding unique region.
- Appendix 4. A semiconductor device described in any one of Appendix 1 to 3, wherein the first intermediate bonding material includes a base material layer, a first surface layer interposed between the base material layer and the support conductor, and a second surface layer interposed between the base material layer and the support substrate.
- Appendix 5. The supporting conductor includes a main body layer and a first bonding layer interposed between the main body layer and the first intermediate bonding material, 5.
- the semiconductor device according to claim 4, wherein the first bonding layer and the first surface layer are solid-state bonded. Appendix 6. 6.
- the semiconductor device wherein the first bonding layer and the first surface layer are mainly composed of Ag.
- the supporting substrate includes a first metal layer and a second bonding layer interposed between the first metal layer and the first intermediate bonding material, 7.
- the semiconductor device according to claim 5, wherein the second bonding layer and the second surface layer are solid-state bonded to each other.
- the semiconductor device according to claim 7, wherein the second bonding layer and the second surface layer are mainly composed of Ag.
- Appendix 9. 9.
- the semiconductor device according to claim 5, wherein the main body layer is mainly composed of Al.
- the semiconductor device according to claim 5, wherein the main body layer is mainly composed of Cu. Appendix 11. 8.
- the supporting substrate has an insulating layer to which the first metal layer is bonded, and a second metal layer bonded to the insulating layer on the opposite side to the first metal layer.
- the semiconductor device according to claim 12, wherein the second metal layer is mainly composed of Cu.
- a second intermediate bonding material is provided between the semiconductor element and the supporting conductor. 15.
- Appendix 16 a step of temporarily bonding a first intermediate bonding material to either the supporting conductor or the supporting substrate by applying pressure; a step of applying pressure to the first intermediate bonding material while it is sandwiched between the supporting conductor and the supporting substrate, thereby solid-state bonding the first intermediate bonding material and the supporting conductor, and solid-state bonding the first intermediate bonding material and the supporting substrate.
- Appendix 17. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein in the temporarily joining step, the first intermediate bonding material and the supporting conductor are temporarily joined.
- Appendix 18. 17 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein in the temporary bonding step, the first intermediate bonding material and the support substrate are temporarily bonded together.
- A1, A11, A2 semiconductor device 1: semiconductor element 1A: first switching element 1B: second switching element 1b: semiconductor element 2: support conductor 2A: first conductive portion 2B: second conductive portion 3: support substrate 5: signal substrate 5A: first signal substrate 5B: second signal substrate 6: adhesive layer 6A: first adhesive body 6B: second adhesive body 8: resin member 10a: element main surface 10b: element rear surface 11: first main surface electrode 12: second main surface electrode 13: third main surface electrode 15: rear surface electrode 17: thermistor 19a, 19b: second intermediate bonding material 20A, 20B: main body layer 21A, 21B: third bonding layer 22A, 22B: first bonding layer 29a, 29b: first intermediate bonding material 31: insulating layer 32: first metal layer 32A: first portion 32B: Second portion 33: Second metal layer 41, 42, 43: Power terminal 44: Control terminal 45: First control terminal 45A: First drive terminal 45B, 45C, 45D, 45E: First detection terminal 46: Second control terminal 46A: Second
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子を支持する支持導体と、前記支持導体を支持する支持基板と、前記支持導体と前記支持基板との間に介在する第1中間接合材と、を備える。前記支持導体と前記第1中間接合材との接合、および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合は、いずれも固相接合である。前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面のいずれかは、周辺部位と接合状態が異なる接合特異領域を含む。
Description
本開示は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
従来、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)またはIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの電力用スイッチング素子を備える半導体装置が知られている。このような半導体装置は、産業機器から家電や情報端末、自動車用機器まで様々な電子機器に搭載される。特許文献1には、従来の半導体装置(パワーモジュール)が開示されている。特許文献1に記載のパワーモジュールは、複数のトランジスタ、主基板、信号基板および信号端子を備える。複数のトランジスタは、主基板に搭載される。
特許文献1のようなパワーモジュールでは、複数の部材を接合する際に、固相接合が採用される場合がある。固相接合においては、2つの物体の間に中間接合材を介在させることが一般的である。中間接合材がずれると、適切な接合が困難となる。
本開示は、従来より改良が施された半導体装置を提供すること、およびそのような半導体装置の製造方法を提供することを一の課題とする。特に本開示は、上記した事情に鑑み、中間接合材の位置ずれを抑制することが可能な半導体装置、およびそのような半導体装置の製造方法を提供することを一の課題とする。
本開示の第1の側面によって提供される半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子を支持する支持導体と、前記支持導体を支持する支持基板と、前記支持導体と前記支持基板との間に介在する第1中間接合材と、を備える。前記支持導体と前記第1中間接合材との接合、および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合は、いずれも固相接合である。前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面のいずれかは、周辺部位と接合状態が異なる接合特異領域を含む。
本開示の第2の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、第1中間接合材と、支持導体および支持基板のいずれか一方とを、加圧によって仮接合する工程と、前記第1中間接合材を前記支持導体および前記支持基板が挟む状態で、加圧することにより、前記第1中間接合材と前記支持導体とを固相接合し、且つ前記前記第1中間接合材と前記支持基板とを固相接合すると、を備える。
本開示の半導体装置によれば、中間接合材の位置ずれを抑制することができる。
本開示の半導体装置の好ましい実施の形態について、図面を参照して、以下に説明する。以下では、同一あるいは類似の構成要素に、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単に識別のために用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
本開示において、「ある物Aがある物Bに形成されている」および「ある物Aがある物B(の)上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接形成されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物Bに配置されている」および「ある物Aがある物B(の)上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに直接配置されていること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物を介在させつつ、ある物Aがある物Bに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Aがある物B(の)上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bに接して、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」、および、「ある物Aとある物Bとの間に他の物が介在しつつ、ある物Aがある物B(の)上に位置していること」を含む。「ある方向に見てある物Aがある物Bに重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Aがある物Bのすべてに重なること」、および、「ある物Aがある物Bの一部に重なること」を含む。
本開示において、実施形態のある構成についての一例は、当該構成の後に括弧を付して、当該括弧内に示される場合がある。括弧が付された構成は、一例である括弧内の構成を含む。当該括弧内の構成は、括弧が付された構成の一例であるから、当該括弧内の構成に限定されない。
本開示において、略称および化学記号等で示された名称は、当該構成の後に括弧を付して、当該括弧内にその別名称を示す場合がある。この場合、括弧内の名称は、括弧が付された名称と同一のものを示す。
本開示において、「ある部材がある金属を主成分とする」との記載は、当該ある部材が、ある金属のみからなる構成、ある金属に添加金属等が加えられた構成、ある金属の種々の合金等、が含まれる。
半導体装置A1:
図1~図29は、本開示の一実施形態にかかる半導体装置A1を示している。半導体装置A1は、複数の半導体素子1、支持導体2、支持基板3、複数の電力端子41~43、複数の制御端子44、信号基板5、接着層6、第1導通部材71、第2導通部材72、複数のワイヤ73~76、樹脂部材8および樹脂充填部88を備えうる。
図1~図29は、本開示の一実施形態にかかる半導体装置A1を示している。半導体装置A1は、複数の半導体素子1、支持導体2、支持基板3、複数の電力端子41~43、複数の制御端子44、信号基板5、接着層6、第1導通部材71、第2導通部材72、複数のワイヤ73~76、樹脂部材8および樹脂充填部88を備えうる。
支持導体2は、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bを含みうる。複数の制御端子44は、複数の第1制御端子45および複数の第2制御端子46を含みうる。信号基板5は、第1信号基板5Aおよび第2信号基板5Bを含みうる。接着層6は、第1接着体6Aおよび第2接着体6Bを含みうる。
説明の便宜上、互いに直交する3つの方向を、x方向、y方向、z方向とする。一例として、z方向は、半導体装置A1の厚さ方向である。x方向およびy方向は、z方向に直交する方向である。以下の説明において、「平面視」とは、z方向に視ることをいう。なお、「上」、「下」、「上方」、「下方」、「上面」および「下面」などの記載は、z方向における各部品等の相対的位置関係を示すものであり、必ずしも重力方向との関係を規定する用語ではない。
複数の半導体素子1:
複数の半導体素子1はそれぞれ、半導体装置A1の機能中枢となる電子部品である。複数の半導体素子1の各構成材料は、たとえばSiC(炭化ケイ素)を主とする半導体材料としうる。この半導体材料は、SiCに限定されず、Si(シリコン)、GaN(窒化ガリウム)あるいはC(ダイヤモンド)などであってよい。各半導体素子1は、たとえば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチング機能を有するパワー半導体チップとしうる。本実施形態においては、各半導体素子1がMOSFETである場合を示すが、これに限定されず、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などの他のトランジスタであってよい。各半導体素子1は、いずれも同一種の素子としうる。各半導体素子1は、たとえばnチャネル型のMOSFETであるが、pチャネル型のMOSFETであってよい。各半導体素子1は、同一種の異なる極性の素子としうる。
複数の半導体素子1はそれぞれ、半導体装置A1の機能中枢となる電子部品である。複数の半導体素子1の各構成材料は、たとえばSiC(炭化ケイ素)を主とする半導体材料としうる。この半導体材料は、SiCに限定されず、Si(シリコン)、GaN(窒化ガリウム)あるいはC(ダイヤモンド)などであってよい。各半導体素子1は、たとえば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチング機能を有するパワー半導体チップとしうる。本実施形態においては、各半導体素子1がMOSFETである場合を示すが、これに限定されず、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor;絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などの他のトランジスタであってよい。各半導体素子1は、いずれも同一種の素子としうる。各半導体素子1は、たとえばnチャネル型のMOSFETであるが、pチャネル型のMOSFETであってよい。各半導体素子1は、同一種の異なる極性の素子としうる。
複数の半導体素子1は、複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1Bを含みうる。図8に示すように、半導体装置A1は、4つの第1スイッチング素子1Aと4つの第2スイッチング素子1Bを備えうるが、第1スイッチング素子1Aの数および第2スイッチング素子1Bの数は、本構成に限定されない。第1スイッチング素子1Aの数および第2スイッチング素子1Bの数は、半導体装置A1に要求される性能に応じて適宜変更される。第1スイッチング素子1Aの数および第2スイッチング素子1Bの数とは、等しくても、異なってもよい。第1スイッチング素子1Aの数および第2スイッチング素子1Bの数は、半導体装置A1が取り扱う電流容量によって決定されうる。
本開示において、複数の第1スイッチング素子1Aに関する構成は、対応する複数の半導体素子1に関する構成の符番号の末尾にAを付して示しうる。本開示において、複数の第1スイッチング素子1Aに関する構成は、対応する複数の半導体素子1に関する構成の後に括弧を付して、当該括弧内に示しうる。この場合、括弧内の構成は、当該括弧の前の構成の一例であることを意味しうる。本開示において、複数の第2スイッチング素子1Bに関する構成は、対応する複数の半導体素子1に関する構成の符番号の末尾にBを付して示しうる。本開示において、複数の第2スイッチング素子1Bに関する構成は、対応する複数の半導体素子1に関する構成の後に括弧を付して、当該括弧内に示しうる。この場合、括弧内の構成は、当該括弧の前の構成の一例であることを意味しうる。
半導体装置A1は、たとえばハーフブリッジ型のスイッチング回路として構成されうる。この場合、複数の第1スイッチング素子1Aは、半導体装置A1の上アーム回路を構成し、複数の第2スイッチング素子1Bは、半導体装置A1の下アーム回路を構成しうる。複数の第1スイッチング素子1Aは上アーム回路において互いに並列に接続され、、複数の第2スイッチング素子1Bは下アーム回路において互いに並列に接続されうる。各第1スイッチング素子1Aと各第2スイッチング素子1Bとは、直列に接続されうる。各第1スイッチング素子1Aは、複数の第2スイッチング素子1Bのいずれかと直列に接続されうる。各第2スイッチング素子1Bは、複数の第1スイッチング素子1Aのいずれかと直列に接続されうる。
複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)のそれぞれは、図13および図16に示すように、素子主面10aおよび素子裏面10bを有しうる。各半導体素子1において、素子主面10aおよび素子裏面10bは、z方向に離隔しうる。素子主面10aは、z2側を向き、素子裏面10bは、z1側を向く。
複数の第1スイッチング素子1Aはそれぞれ、図8、図12、図13および図21などに示すように、支持導体2(第1導電部2A)に搭載されうる。図8に示す例では、複数の第1スイッチング素子1Aは、たとえばy方向に配列され、互いに離隔しうる。複数の第1スイッチング素子1Aはそれぞれ、第2中間接合材19aを介して、支持導体2(第1導電部2A)に導通接合されうる。各第1スイッチング素子1Aは、第1導電部2Aに接合された際、素子裏面10bが支持導体2(第1導電部2A)に対向しうる。
複数の第2スイッチング素子1Bはそれぞれ、図8、図12、図16および図20などに示すように、支持導体2(第2導電部2B)に搭載されうる。図8に示す例では、複数の第2スイッチング素子1Bは、たとえばy方向に配列され、互いに離隔しうる。複数の第2スイッチング素子1Bはそれぞれ、第2中間接合材19bを介して、支持導体2(第2導電部2B)に導通接合されうる。各第2スイッチング素子1Bは、第2導電部2Bに接合された際、素子裏面10bが支持導体2(第2導電部2B)に対向しうる。図8から理解されるように、x方向に見て、複数の第1スイッチング素子1Aと複数の第2スイッチング素子1Bとが重なる。この構成と異なり、複数の第1スイッチング素子1Aと複数の第2スイッチング素子1Bとは、x方向に見て、重なっていなくてよい。
複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおび複数の第2スイッチング素子1B)はそれぞれ、図8、図13および図16に示すように、第1主面電極11、第2主面電極12、第3主面電極13および裏面電極15を有しうる。以下で説明する、第1主面電極11、第2主面電極12、第3主面電極13および裏面電極15の各構成は、各半導体素子1において共通しうる。第1主面電極11、第2主面電極12および第3主面電極13は、素子主面10aの上方に位置しうる。第1主面電極11、第2主面電極12および第3主面電極13は、図示しない絶縁膜により絶縁されている。裏面電極15は、素子裏面10bの上方に位置しうる。裏面電極15は、素子裏面10bの全域(あるいは略全域)を覆っている。裏面電極15は、たとえばAg(銀)めっきにより構成されうる。
各半導体素子1がMOSFETで構成された例では、第1主面電極11は、たとえばゲート電極であって、各半導体素子1を駆動させるための駆動信号(たとえばゲート電圧)が入力されるように構成されうる。第2主面電極12は、たとえばソース電極であって、ソース電流が流れるように構成されうる。第3主面電極13は、たとえばソースセンス電極であって、第2主面電極12と同電位となりうる。第3主面電極13は、第2主面電極12と同じソース電流が流れるように構成されうる。裏面電極15は、たとえばドレイン電極であって、ドレイン電流が流れるように構成されうる。
各半導体素子1は、第1主面電極11(ゲート電極)に駆動信号(ゲート電圧)が入力されると、この駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わるように構成されうる。この導通状態と遮断状態とが切り替わる動作をスイッチング動作という。導通状態の半導体素子1は、裏面電極15(ドレイン電極)から第2主面電極12(ソース電極)に順方向電流が流れうる。遮断状態の半導体素子1は、この順方向電流が流れない。半導体装置A1は、各半導体素子1の機能により、第1電源電圧(たとえば直流電圧)を第2電源電圧(たとえば交流電圧)に変換するように構成されうる。第1電源電圧は、電力端子41と2つの電力端子42との間に入力または印加されうる。第2電源電圧は、2つの電力端子43に入力または印加されうる。
半導体装置A1は、図5および図8などに示すように、2つのサーミスタ17を備える。各サーミスタ17は、温度検出用のセンサとして用いられうる。
支持導体2:
支持導体2は、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)を支持しうる。支持導体2は、支持基板3上に接合されている。支持導体2は、たとえば平面視矩形状としうる。支持導体2は、第1導通部材71および第2導通部材72とともに、複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1Bによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成しうる。
支持導体2は、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)を支持しうる。支持導体2は、支持基板3上に接合されている。支持導体2は、たとえば平面視矩形状としうる。支持導体2は、第1導通部材71および第2導通部材72とともに、複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1Bによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成しうる。
支持導体2は、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bを含みうる。図14および図15に示すように、第1導電部2Aは、本体層20A、第3接合層21Aおよび第1接合層22Aを有しうる。図17および図18に示すように、第2導電部2Bは、本体層20B、第3接合層21Bおよび第1接合層22Bを有しうる。本体層20Aおよび本体層20Bはそれぞれ、金属製の板状部材としうる。この金属は、Cu(銅)を主成分としうる。Cuを主成分とする構成としては、Cuのみからなる構成、Cuに添加金属等が加えられた構成、および種々のCu合金が含まれる。第3接合層21A、第1接合層22A、第3接合層21B、および第1接合層22Bの具体的構成は、後述する。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、複数の電力端子41~43とともに、複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1Bへの導通経路を構成しうる。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれ、たとえば平面視矩形状としうる。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれ、たとえばx方向の寸法が15mm以上25mm以下であり、たとえばy方向の寸法が30mm以上40mm以下であり、z方向の寸法が1.0mm以上5.0mm以下である大きさとしうる。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bはそれぞれ、z方向の寸法が好ましくは2.0mm程度である。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bのこれらの寸法は、上記した数値例に限定されず、半導体装置A1の仕様に応じて適宜変更されうる。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bのこれらの寸法は、互いに同じ寸法に限定されず、互いに異なる寸法を採用しうる。
図11~図22に示すように、第1導電部2Aは、第1中間接合材29aを介して支持基板3に接合され、第2導電部2Bは、第1中間接合材29bを介して支持基板3に接合されている。第1導電部2Aには、第2中間接合材19aを介して、複数の第1スイッチング素子1Aがそれぞれ接合されている。第2導電部2Bには、第2中間接合材19bを介して、複数の第2スイッチング素子1Bがそれぞれ接合されている。第1導電部2Aおよび第2導電部2Bは、図3、図8、図11、図12および図19に示すように、x方向に離隔しうる。これらの図に示す例では、第1導電部2Aは、第2導電部2Bよりx1側に位置しうる。第1導電部2Aと第2導電部2Bとは、x方向に見て重なりうる。なお、第1スイッチング素子1Aの第1導電部2Aへの接合、および第2スイッチング素子1Bの第2導電部2Bへの接合は、第2中間接合材19aを介した接合に限定されず、たとえばはんだによる接合等であってよい。
支持導体2(第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの各々)は、主面201および裏面202を有しうる。主面201および裏面202は、図11~図22に示すように、z方向に離隔しうる。主面201は、z2側を向き、裏面202は、z1側を向く。裏面202は、支持基板3に対向しうる。
図14に示すように、半導体装置A1は、固相接合による接合部分を有しうる。この接合部分は、第1スイッチング素子1Aと、第1導電部2Aとが、第2中間接合材19aを介して接合されたものである。固相接合は、同じ金属を主成分とする2つの層が、互いに直接接した状態で、所定の圧力と温度とが加えられることによって実現される接合手法であり、たとえば固相拡散接合、固相変形接合、等を含む。
第2中間接合材19aは、基材層190a、第3表面層191aおよび第4表面層192aを有しうる。
基材層190aは、Al(アルミニウム)を主成分としうる。Alを主成分とする構成としては、Alのみからなる構成、Alに添加金属等が加えられた構成、および種々のAl合金等、が含まれる。基材層190aの厚さは何ら限定されず、本実施形態においては、基材層190aは、第3表面層191aおよび第4表面層192aより厚くしうる。基材層190aの厚さは、たとえば50μm以上300μm以下としうる。
第3表面層191aは、基材層190aのz方向のz2側に位置しうる。第3表面層191aは、第1スイッチング素子1Aと固相接合されうる。本実施形態においては、第3表面層191aは、Ag(銀)を主成分としうる。第3表面層191aの厚さは何ら限定されず、本実施形態においては、第3表面層191aは、基材層190aより薄くしうる。第3表面層191aの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
本実施形態においては、第1スイッチング素子1Aが第4接合層151をさらに有しうる。第4接合層151は、裏面電極15のz方向のz1側に位置しうる。第4接合層151は、第3表面層191aと固相接合されうる。本実施形態においては、第4接合層151は、Ag(銀)を主成分としうる。第4接合層151の厚さは何ら限定されず、たとえば0.01μm以上5μm以下としうる。
なお、第3表面層191aおよび第4接合層151は、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
互いに固相接合された第3表面層191aと第4接合層151との境界は、たとえば異種金属の境界である基材層190aと第3表面層191aとの境界と比べて不明瞭となりうる。第3表面層191aと第4接合層151との境界は、ほとんど認識できないか、固相接合時に生じた僅かな空隙等の存在によって認識できる程度である場合が、一般的である。これらの点は、本開示における他の固相接合の部位において同様である。
第4表面層192aは、基材層190aのz方向のz1側に位置しうる。第4表面層192aは、第1導電部2Aと固相接合されうる。本実施形態においては、第4表面層192aは、Ag(銀)を主成分としうる。第4表面層192aの厚さは何ら限定されず、本実施形態においては、第4表面層192aは、基材層190aより薄くしうる。第4表面層192aの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
第1導電部2Aの第3接合層21Aは、本体層20Aのz方向のz2側に位置しうる。第3接合層21Aは、第4表面層192aと固相接合されうる。本実施形態においては、第3接合層21Aは、Ag(銀)を主成分としうる。第3接合層21Aの厚さは何ら限定されず、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
なお、第4表面層192aおよび第3接合層21Aは、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
図17に示すように、半導体装置A1は、固相接合による接合部分を有しうる。この接合部分は、第2スイッチング素子1Bと、第2導電部2Bとが、第2中間接合材19bを介して接合された構造体としうる。
第2中間接合材19bは、基材層190b、第3表面層191bおよび第4表面層192bを有しうる。
基材層190bは、Cu(銅)を主成分としうる。基材層190bの厚さは何ら限定されない。本実施形態においては、基材層190bは、第3表面層191bおよび第4表面層192bより厚くしうる。基材層190bの厚さは、たとえば50μm以上300μm以下としうる。
第3表面層191bは、基材層190bのz方向のz2側に位置しうる。第3表面層191bは、第2スイッチング素子1Bと固相接合されている。本実施形態においては、第3表面層191bは、Ag(銀)を主成分としうる。第3表面層191bの厚さは何ら限定されない。本実施形態においては、第3表面層191bは、基材層190bより薄くしうる。第3表面層191bの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
本実施形態においては、第2スイッチング素子1Bが第1スイッチング素子1Aと同様の第4接合層151をさらに有しうる。第2スイッチング素子1Bの第4接合層151は、第3表面層191bと固相接合されうる。
なお、第3表面層191bおよび第4接合層151は、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
第4表面層192bは、基材層190bのz方向のz1側に位置しうる。第4表面層192bは、第2導電部2Bと固相接合されている。本実施形態においては、第4表面層192bは、Ag(銀)を主成分としうる。第4表面層192bの厚さは何ら限定されず、本実施形態においては、第4表面層192bは、基材層190bより薄い。第4表面層192bの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
第2導電部2Bの第3接合層21Bは、本体層20Bのz方向のz2側に位置しうる。第3接合層21Bは、第4表面層192bと固相接合されうる。本実施形態においては、第3接合層21Bは、Ag(銀)を主成分としうる。第3接合層21Bの厚さは何ら限定されず、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
なお、第4表面層192bおよび第3接合層21Bは、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
支持基板3:
支持基板3は、支持導体2を支持する。支持基板3は、たとえばDBC(Direct Bonded Copper)基板で構成されうる。この構成とは異なり、支持基板3は、たとえばDBA(Direct Bonded Aluminum)基板で構成されてよい。支持基板3は、絶縁層31、第1金属層32および第2金属層33を含みうる。
支持基板3は、支持導体2を支持する。支持基板3は、たとえばDBC(Direct Bonded Copper)基板で構成されうる。この構成とは異なり、支持基板3は、たとえばDBA(Direct Bonded Aluminum)基板で構成されてよい。支持基板3は、絶縁層31、第1金属層32および第2金属層33を含みうる。
絶縁層31は、たとえば熱伝導性に優れたセラミックにより構成されうる。このようなセラミックとしては、たとえばAlN(窒化アルミニウム)、SiN(窒化ケイ素)、Al2O3(酸化アルミニウム)またはZTA(ジルコニア強化アルミナ)などがある。絶縁層31は、セラミックではなく、絶縁樹脂により構成されてよい。絶縁層31は、たとえば平面視矩形状としうる。
第1金属層32は、絶縁層31の上面(z2側を向く面)に位置しうる。第1金属層32は、たとえばCu(銅)を主成分としうる。第1金属層32は、Al(アルミニウム)を含んでいてよい。第1金属層32は、第1部分32Aおよび第2部分32Bを含みうる。第1部分32Aおよび第2部分32Bは、x方向に離隔しうる。第1部分32Aは、第2部分32Bのx1側に位置しうる。第1部分32Aは、第1導電部2Aが接合され、第1導電部2Aを支持しうる。第2部分32Bは、第2導電部2Bが接合され、第2導電部2Bを支持しうる。第1部分32Aおよび第2部分32Bはそれぞれ、たとえば平面視矩形状としうる。
第2金属層33は、絶縁層31の下面(z1側を向く面)に位置しうる。第2金属層33の構成材料は、第1金属層32の構成材料と同じとしうる。第2金属層33の下面(z1側を向く面)は、図10~図22に示すように、樹脂部材8から露出しうる。この構成と異なり、第2金属層33の下面は、樹脂部材8に覆われていてよい。第2金属層33の下面が樹脂部材8から露出する構成においては、当該下面には、図示しない放熱部材(たとえばヒートシンク)などを取り付け可能としうる。第2金属層33は、平面視において、第1部分32Aおよび第2部分32Bの両方に重なりうる。
図15に示すように、半導体装置A1は、固相接合による接合部分を有しうる。この接合部分は、第1導電部2Aと、支持基板3とが、第1中間接合材29aを介して接合された構造体としうる。
第1中間接合材29aは、基材層290a、第1表面層291aおよび第2表面層292aを有しうる。
基材層290aは、Cu(銅)を主成分としうる。基材層290aの厚さは何ら限定されない。本実施形態においては、基材層290aは、第1表面層291aおよび第2表面層292aより厚くしうる。基材層290aの厚さは、たとえば50μm以上300μm以下としうる。
第1表面層291aは、基材層290aのz方向のz2側に位置しうる。第1表面層291aは、第1導電部2Aと固相接合されうる。本実施形態においては、第1表面層291aは、Ag(銀)を主成分としうる。第1表面層291aの厚さは何ら限定されない。本実施形態においては、第1表面層291aは、基材層290aより薄くしうる。第1表面層291aの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
第1導電部2Aの第1接合層22Aは、本体層20Aのz方向のz1側に位置しうる。第1接合層22Aは、第1表面層291aと固相接合されうる。本実施形態においては、第1接合層22Aは、Ag(銀)を主成分としうる。第1接合層22Aの厚さは何ら限定されず、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
なお、第1表面層291aおよび第1接合層22Aは、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
第2表面層292aは、基材層290aのz方向のz1側に位置しうる。第2表面層292aは、支持基板3と固相接合されうる。本実施形態においては、第2表面層292aは、Ag(銀)を主成分としうる。第2表面層292aの厚さは何ら限定されず、本実施形態においては、第2表面層292aは、基材層290aより薄い。第2表面層292aの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
本実施形態の支持基板3は、第2接合層321Aをさらに有しうる。第2接合層321Aは、第1部分32Aのz方向のz2側に位置しうる。第2接合層321Aは、第2表面層292aと固相接合されうる。本実施形態においては、第2接合層321Aは、Ag(銀)を主成分としうる。第2接合層321Aの厚さは何ら限定されず、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
なお、第2表面層292aおよび第2接合層321Aは、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
第1導電部2Aと第1中間接合材29aとの接合界面および支持基板3と第1中間接合材29aとの接合界面のいずれかは、接合特異領域Pcaを含みうる。接合特異領域Pcaは、周囲部位と接合状態が異なる領域である。接合特異領域Pcaは、後述の半導体装置A1の製造方法において、仮接合する工程が行われることによって形成されうる。接合特異領域Pcaの一例としては、周囲部位より接合強度が高い構成が挙げられ、たとえば、周囲部位より固相接合によって不可避的に生じうる微細な空隙部が相対的に少ない構成となり得る。接合特異領域Pcaは、たとえばSAT(超音波探傷検査)を行った場合に、周囲部位とは像の濃淡状態が異なる領域として認められる。
接合特異領域Pcaの個数は何ら限定されず、1つであってよいし、複数であってよい。図8に示す例においては、半導体装置A1は、2つの接合特異領域Pcaを有する。2つの接合特異領域Pcaは、平面視において、複数の第1スイッチング素子1Aを避けた位置に位置しうる。2つの接合特異領域Pcaは、第1導電部2Aおよび第1部分32Aの1つの対角線上に分かれて位置しうる。接合特異領域Pcaの形状は、何ら限定されず、図8に示す円形状の他に、三角形状、矩形状、多角形状等の種々の形状を採用可能としうる。
本実施形態において、第1導電部2Aの第1接合層22Aと第1中間接合材29aの第1表面層291aとの接合界面は、接合特異領域Pcaを含む。本実施形態において、支持基板3の第2接合層321Aと第1中間接合材29aの第2表面層292aとの接合界面は、接合特異領域Pcaを含んでいない。これは、後述の半導体装置A1の製造方法の手順によって決定される。
図18に示すように、半導体装置A1は、固相接合による接合部分を有しうる。この接合部分は、第2導電部2Bと、支持基板3とが、第1中間接合材29bを介して接合された構造体としうる。
第1中間接合材29bは、基材層290b、第1表面層291bおよび第2表面層292bを有しうる。
基材層290bは、Cu(銅)を主成分としうる。基材層290bの厚さは何ら限定されず、本実施形態においては、基材層290bは、第1表面層291bおよび第2表面層292bより厚くしうる。基材層290bの厚さは、たとえば50μm以上300μm以下としうる。
第1表面層291bは、基材層290bのz方向のz2側に位置しうる。第1表面層291bは、第2スイッチング素子1Bと固相接合されうる。本実施形態においては、第1表面層291bは、Ag(銀)を主成分としうる。第1表面層291bの厚さは何ら限定されない。本実施形態においては、第1表面層291bは、基材層290bより薄くしうる。第1表面層291bの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
第2導電部2Bの第1接合層22Bは、本体層20Bのz方向のz1側に位置しうる。第1接合層22Bは、第1表面層291bと固相接合されうる。本実施形態においては、第1接合層22Bは、Ag(銀)を主成分としうる。第1接合層22Bの厚さは何ら限定されず、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
なお、第1表面層291bおよび第1接合層22Bは、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
第2表面層292bは、基材層290bのz方向のz1側に位置しうる。第2表面層292bは、支持基板3と固相接合されうる。本実施形態においては、第2表面層292bは、Ag(銀)を主成分としうる。第2表面層292bの厚さは何ら限定されない。本実施形態においては、第2表面層292bは、基材層290bより薄くしうる。第2表面層292bの厚さは、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
本実施形態の支持基板3は、第2接合層321Bをさらに有しうる。第2接合層321Bは、第2部分32Bのz方向のz2側に位置しうる。第2接合層321Bは、第2表面層292bと固相接合されうる。本実施形態においては、第2接合層321Bは、Ag(銀)を主成分としうる。第2接合層321Bの厚さは何ら限定されず、たとえば0.1μm以上15μm以下としうる。
なお、第2表面層292bおよび第2接合層321Bは、互いに固相接合が可能な構成であれば、主成分とされる金属は、何ら限定されない。
第2導電部2Bと第1中間接合材29bとの接合界面および支持基板3と第1中間接合材29bとの接合界面のいずれかは、接合特異領域Pcbを含みうる。接合特異領域Pcbは、周囲部位と接合状態が異なる領域としうる。接合特異領域Pcbは、接合特異領域Pcaと同様に、後述の半導体装置A1の製造方法において、仮接合する工程が行われることによって形成されうる。接合特異領域Pcbの一例としては、周囲部位より接合強度が高い構成が挙げられ、たとえば、周囲部位より固相接合によって不可避的に生じうる微細な空隙部が相対的に少ない構成となり得る。接合特異領域Pcbは、たとえばSAT(超音波探傷検査)を行った場合に、周囲部位とは像の濃淡状態が異なる領域として認められる。
接合特異領域Pcbの個数は何ら限定されず、1つであってよいし、複数であってよい。図8に示す例においては、半導体装置A1は、2つの接合特異領域Pcbを有する。2つの接合特異領域Pcbは、平面視において、複数の第2スイッチング素子1Bを避けた位置に位置しうる。2つの接合特異領域Pcbは、第2導電部2Bおよび第2部分32Bの1つの対角線上に分かれて位置しうる。接合特異領域Pcbの形状は、何ら限定されず、図8に示す円形状の他に、三角形状、矩形状、多角形状等の種々の形状を採用可能としうる。
本実施形態において、第2導電部2Bの第1接合層22Bと第1中間接合材29bの第1表面層291bとの接合界面は、接合特異領域Pcbを含む。本実施形態において、支持基板3の第2接合層321Bと第1中間接合材29bの第2表面層292bとの接合界面は、接合特異領域Pcbを含んでいない。これは、後述の半導体装置A1の製造方法の手順によって決定される。
複数の電力端子41~43:
複数の電力端子41~43はそれぞれ、板状の金属板としうる。この金属板の構成材料は、たとえばCuを主成分としうる。図1~図5、図8および図10に示す例では、半導体装置A1は、1つの電力端子41、2つの電力端子42および2つの電力端子43を備えうる。
複数の電力端子41~43はそれぞれ、板状の金属板としうる。この金属板の構成材料は、たとえばCuを主成分としうる。図1~図5、図8および図10に示す例では、半導体装置A1は、1つの電力端子41、2つの電力端子42および2つの電力端子43を備えうる。
電力端子41と2つの電力端子42との間には、上記第1電源電圧が印加されうる。電力端子41は、たとえば直流電源の正極に接続される端子(P端子)であり、2つの電力端子42はそれぞれ、たとえば直流電源の負極に接続される端子(N端子)であるとしうる。この構成と異なり、電力端子41がN端子であり、2つの電力端子42がそれぞれP端子であってよい。この場合には、端子の極性を変更したことに合わせて、パッケージ内部の配線を適宜変更すればよい。2つの電力端子43にはそれぞれ、上記第2電源電圧が印加されうる。2つの電力端子43はそれぞれ、複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1Bの各スイッチング動作によって電圧変換された電圧(上記第2電源電圧)を出力可能な出力端子としうる。複数の電力端子41~43はそれぞれ、樹脂部材8に覆われた部分と樹脂部材8から露出する部分とを含みうる。
電力端子41は、図8、図12および図19に示すように、第1導電部2Aと一体構成としうる。この構成と異なり、電力端子41は、第1導電部2Aと分離され、第1導電部2Aに導通接合されていてよい。電力端子41は、図8に示すように、複数の半導体素子1および第1導電部2A(支持導体2)よりx2側に位置しうる。絶縁層31は、第1導電部2Aに導通し、且つ、第1導電部2Aを介して、複数の第1スイッチング素子1Aの裏面電極15(ドレイン電極)に導通する。
2つの電力端子42はそれぞれ、図8および図11などに示すように、第1導電部2Aから離隔しうる。2つの電力端子42にはそれぞれ、第2導通部材72が接合されうる。2つの電力端子42はそれぞれ、図8に示すように、複数の半導体素子1および第1導電部2A(支持導体2)よりx2側に位置しうる。2つの電力端子42はそれぞれ、第2導通部材72に導通しうる。2つの電力端子42はそれぞれ、導通した第2導通部材72を介して、複数の第2スイッチング素子1Bの第2主面電極12(ソース電極)に導通しうる。
電力端子41および2つの電力端子42はそれぞれ、樹脂部材8から、x2側に突き出ている。電力端子41および2つの電力端子42は、互いに離隔しうる。2つの電力端子42は、y方向において、電力端子41を挟んで互いに反対側に位置しうる。図6、図7および図9から理解されるように、電力端子41および2つの電力端子42は、y方向に見て互いに重なりうる。
2つの電力端子43はそれぞれ、図8および図11に示すように、たとえば第2導電部2Bと一体構成としうる。この構成と異なり、2つの電力端子43はそれぞれ、第2導電部2Bと分離され、第2導電部2Bに導通接合された構成であってよい。2つの電力端子43はそれぞれ、図8に示すように、複数の半導体素子1および第2導電部2B(支持導体2)より、x1側に位置しうる。各電力端子43は、第1導電部2Aに導通し、且つ、導通した第1導電部2Aを介して、各第2スイッチング素子1Bの裏面電極15(ドレイン)に導通しうる。なお、電力端子43の数は、2つに限定されず、たとえば1つであってよいし、3つ以上であってよい。たとえば、電力端子43が1つである場合、第2導電部2Bのy方向における中央部分に繋がっていることが望ましい。
複数の制御端子44:
複数の制御端子44はそれぞれ、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)の駆動を制御するためのピン状の端子としうる。複数の制御端子44はそれぞれ、たとえばプレスフィット端子としうる。複数の制御端子44の各z方向の寸法は、たとえば10mm以上30mm以下(一例では15.8mm)としうる。制御端子44のz方向の寸法は、後述のホルダ441の下端(z1側側の端部)から後述の金属ピン442の上端(z2側側の端部)までの長さとしうる。複数の制御端子44は、図1および図4に示すように、複数の第1制御端子45および複数の第2制御端子46を含みうる。複数の第1制御端子45は、複数の第1スイッチング素子1Aの制御に用いられうる。複数の第2制御端子46は、複数の第2スイッチング素子1Bの制御に用いられうる。
複数の制御端子44はそれぞれ、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)の駆動を制御するためのピン状の端子としうる。複数の制御端子44はそれぞれ、たとえばプレスフィット端子としうる。複数の制御端子44の各z方向の寸法は、たとえば10mm以上30mm以下(一例では15.8mm)としうる。制御端子44のz方向の寸法は、後述のホルダ441の下端(z1側側の端部)から後述の金属ピン442の上端(z2側側の端部)までの長さとしうる。複数の制御端子44は、図1および図4に示すように、複数の第1制御端子45および複数の第2制御端子46を含みうる。複数の第1制御端子45は、複数の第1スイッチング素子1Aの制御に用いられうる。複数の第2制御端子46は、複数の第2スイッチング素子1Bの制御に用いられうる。
複数の制御端子44(複数の第1制御端子45および複数の第2制御端子46)はそれぞれ、ホルダ441および金属ピン442を含みうる。
ホルダ441は、導電性材料としうる。ホルダ441は、図13および図16に示すように、導電性接合材449を介して、信号基板5(後述の第1金属層52)に接合される。ホルダ441は、筒状部、上端鍔部および下端鍔部を含みうる。上端鍔部は、筒状のz方向上方(z2側)の端部に繋がり、下端鍔部は、筒状部のz方向下方(z1側)の端部に繋がる。ホルダ441のうちの少なくとも上端鍔部および筒状部に、金属ピン442が挿通されうる。ホルダ441は、樹脂部材8に覆われうる。
金属ピン442は、z方向に延びる棒状部材としうる。金属ピン442は、ホルダ441に圧入されることで支持されうる。金属ピン442は、少なくともホルダ441を介して、信号基板5(後述の第1金属層52)に導通しうる。図13および図16に示すように、金属ピン442の下端(z1側側の端部)がホルダ441の挿通孔内で導電性接合材449に接している場合には、金属ピン442は、導電性接合材449を介しても、信号基板5に導通しうる。
複数の第1制御端子45:
複数の第1制御端子45は、図4に示すように、y方向に間を隔てて位置しうる。複数の第1制御端子45は、信号基板5(第1信号基板5A)に固定される。複数の第1制御端子45は、図5~図7および図12に示すように、x方向において、複数の第1スイッチング素子1Aと複数の電力端子41,42との間に位置しうる。複数の第1制御端子45は、図1および図4に示すように、第1駆動端子45Aおよび複数の第1検出端子45B~45Eを含みうる。
複数の第1制御端子45は、図4に示すように、y方向に間を隔てて位置しうる。複数の第1制御端子45は、信号基板5(第1信号基板5A)に固定される。複数の第1制御端子45は、図5~図7および図12に示すように、x方向において、複数の第1スイッチング素子1Aと複数の電力端子41,42との間に位置しうる。複数の第1制御端子45は、図1および図4に示すように、第1駆動端子45Aおよび複数の第1検出端子45B~45Eを含みうる。
第1駆動端子45Aは、複数の第1スイッチング素子1Aの駆動信号入力用の端子(ゲート端子)としうる。第1駆動端子45Aには、複数の第1スイッチング素子1Aを駆動させるための第1駆動信号が入力可能に構成されうる(たとえばゲート電圧が印加可能に構成されうる)。
第1検出端子45Bは、複数の第1スイッチング素子1Aのソース信号検出用の端子(ソースセンス端子)としうる。第1検出端子45Bは、複数の第1スイッチング素子1Aの導通状態を検出するための第1検出信号が出力可能に構成されうる。たとえば、第1検出端子45Bは、第1スイッチング素子1Aの第2主面電極12(ソース電極)に印加される電圧(ソース電流に対応した電圧)が第1検出信号として検出可能に構成されうる。
第1検出端子45Cおよび第1検出端子45Dは、2つのサーミスタ17の一方にそれぞれ導通する端子としうる。当該一方のサーミスタ17は、後述の第1信号基板5Aに搭載されたものとしうる。
第1検出端子45Eは、複数の第1スイッチング素子1Aのドレイン信号検出用の端子(ドレインセンス端子)としうる。第1検出端子45Eから、複数の第1スイッチング素子1Aの各裏面電極15(ドレイン電極)に印加される電圧(ドレイン電流に対応した電圧)が検出可能に構成されうる。
複数の第2制御端子46:
複数の第2制御端子46は、図4に示すように、y方向に間を隔てて位置しうる。複数の第2制御端子46は、信号基板5(第2信号基板5B)に固定されうる。複数の第2制御端子46は、図5~図7および図12に示すように、x方向において、複数の第2スイッチング素子1Bと複数の電力端子43との間に位置しうる。複数の第2制御端子46は、図1および図4に示すように、第2駆動端子46Aおよび複数の第2検出端子46B~46Eを含みうる。
複数の第2制御端子46は、図4に示すように、y方向に間を隔てて位置しうる。複数の第2制御端子46は、信号基板5(第2信号基板5B)に固定されうる。複数の第2制御端子46は、図5~図7および図12に示すように、x方向において、複数の第2スイッチング素子1Bと複数の電力端子43との間に位置しうる。複数の第2制御端子46は、図1および図4に示すように、第2駆動端子46Aおよび複数の第2検出端子46B~46Eを含みうる。
第2駆動端子46Aは、複数の第2スイッチング素子1Bの駆動信号入力用の端子(ゲート端子)としうる。第2駆動端子46Aには、複数の第2スイッチング素子1Bを駆動させるための第2駆動信号が入力可能に構成される(たとえばゲート電圧が印加可能に構成されうる)。
第2検出端子46Bは、複数の第2スイッチング素子1Bのソース信号検出用の端子(ソースセンス端子)としうる。複数の第2検出端子46Bは、複数の第2スイッチング素子1Bの導通状態を検出するための第2検出信号が出力可能に構成されうる。たとえば、第2検出端子46Bは、第2スイッチング素子1Bの第2主面電極12(ソース電極)に印加される電圧(ソース電流に対応した電圧)が第2検出信号として検出可能に構成されうる。
第2検出端子46Cおよび第2検出端子46Dは、2つのサーミスタ17の他方にそれぞれ導通する端子としうる。当該他方のサーミスタ17は、後述の第2信号基板5Bに搭載されたものとしうる。
第2検出端子46Eは、複数の第2スイッチング素子1Bのドレイン信号検出用の端子(ドレインセンス端子)としうる。第2検出端子46Eから、複数の第2スイッチング素子1Bの各裏面電極15(ドレイン電極)に印加される電圧(ドレイン電流に対応した電圧)が検出しうる。
信号基板5:
信号基板5は、複数の制御端子44を支持しうる。信号基板5は、z方向において、支持導体2と各制御端子44との間に介在しうる。信号基板5の厚さ(z方向の寸法)は、たとえば0.5mm以上1.0mm以下としうる。各制御端子44のz方向の寸法は、当該信号基板5の厚さ(z方向の寸法)に対して20倍以上30倍以下としうる。信号基板5は、第1信号基板5Aおよび第2信号基板5Bを含みうる。
信号基板5は、複数の制御端子44を支持しうる。信号基板5は、z方向において、支持導体2と各制御端子44との間に介在しうる。信号基板5の厚さ(z方向の寸法)は、たとえば0.5mm以上1.0mm以下としうる。各制御端子44のz方向の寸法は、当該信号基板5の厚さ(z方向の寸法)に対して20倍以上30倍以下としうる。信号基板5は、第1信号基板5Aおよび第2信号基板5Bを含みうる。
第1信号基板5Aは、図5、図12および図13に示すように、第1導電部2A上に位置し、複数の第1制御端子45を支持しうる。第1信号基板5Aは、図12、図13および図19に示すように、接着層6(第1接着体6A)を介して、第1導電部2Aに接着されうる。
第2信号基板5Bは、図5、図12および図16に示すように、第2導電部2B上に位置し、複数の第2制御端子46を支持しうる。第2信号基板5Bは、図12、図16および図19に示すように、接着層6(第2接着体6B)を介して、第2導電部2Bに接着されうる。
信号基板5(第1信号基板5Aおよび第2信号基板5Bのそれぞれ)は、たとえばDBC基板で構成されうる。信号基板5は、互いに積層された絶縁基板51、第1金属層52および第2金属層53を有しうる。以下で説明する絶縁基板51、第1金属層52および第2金属層53は、特段の断りがない限り、第1信号基板5Aおよび第2信号基板5Bで共通しうる。
絶縁基板51は、たとえばセラミックにより構成されうる。このようなセラミックスとしては、たとえばAlN、SiNまたはAl2O3などが採用される。絶縁基板51は、たとえば平面視矩形状としうる。絶縁基板51は、図13および図16に示すように、主面51aおよび裏面51bを有しうる。主面51aおよび裏面51bは、z方向に離隔しうる。主面51aは、z2側を向き、裏面51bは、z1側を向く。裏面51bは、支持導体2に対向しうる。
第2金属層53は、図13および図16に示すように、絶縁基板51の裏面51b上方に位置しうる。第2金属層53は、接着層6を介して、支持導体2に接着されうる。第1信号基板5Aの第2金属層53は、後述の第1接着体6Aを介して、第1導電部2Aに接着されうる。第2信号基板5Bの第2金属層53は、第2接着体6Bを介して、第2導電部2Bに接着されうる。第2金属層53は、たとえばCuを主成分としうる。第2金属層53は、「金属層」の一例としうる。
第1金属層52は、図13および図16に示すように、絶縁基板51の主面51a上方に位置しうる。複数の制御端子44はそれぞれ、第1金属層52に立設されういる。第1信号基板5Aの第1金属層52には、複数の第1制御端子45が立設されうる。第2信号基板5Bの第1金属層52には、複数の第2制御端子46が立設されうる。第1金属層52は、たとえばCuを主成分としうる。図8に示すように、第1金属層52は、複数の配線層521~526を含む。複数の配線層521~526は、互いに離隔し、絶縁されうる。
配線層521は、図8に示すように、複数のワイヤ73が接合されうる。配線層521は、接合した各ワイヤ73を介して、各半導体素子1の第1主面電極11(ゲート電極)に導通しうる。第1信号基板5Aの配線層521は、接合した各ワイヤ73を介して、各第1スイッチング素子1Aの第1主面電極11に導通しうる。第2信号基板5Bの配線層521は、接合した各ワイヤ73を介して、各第2スイッチング素子1Bの第1主面電極11に導通しうる。
配線層526は、図8に示すように、複数のワイヤ75が接合されうる。配線層526は、接合した各ワイヤ75を介して、配線層521に導通しうる。第1信号基板5Aの配線層526は、各ワイヤ75、第1信号基板5Aの配線層521および各ワイヤ73を介して、各第1スイッチング素子1Aの第1主面電極11(ゲート電極)に導通しうる。第2信号基板5Bの配線層526は、各ワイヤ75、第2信号基板5Bの配線層521および各ワイヤ73を介して、各第2スイッチング素子1Bの第1主面電極11(ゲート電極)に導通しうる。第1信号基板5Aの配線層526は、第1駆動端子45Aが接合されうる。第2信号基板5Bの配線層526は、第2駆動端子46Aが接合されうる。
配線層522は、図8に示すように、複数のワイヤ74が接合されうる。配線層522は、各ワイヤ74を介して、各半導体素子1の第3主面電極13(ソースセンス電極)に導通しうる。第1信号基板5Aの配線層522は、各ワイヤ74を介して、各第1スイッチング素子1Aの第3主面電極13(ソースセンス電極)に導通しうる。第2信号基板5Bの配線層522は、各ワイヤ74を介して、各第2スイッチング素子1Bの第3主面電極13(ソースセンス電極)に導通しうる。第1信号基板5Aの配線層522には、第1検出端子45Bが接合されうる。第2信号基板5Bの配線層522には、第2検出端子46Bが接合されうる。
配線層523および配線層524は、図8に示すように、サーミスタ17が接合されうる。図8に示すように、第1信号基板5Aの配線層523は、第1検出端子45Cに接合されうる。図8に示すように、第1信号基板5Aの配線層524は、第1検出端子45Dに接合されうる。第2信号基板5Bの配線層523は、第2検出端子46Cに接合されうる。第2信号基板5Bの配線層524は、第2検出端子46Dに接合されうる。
配線層525は、各ワイヤ76が接合されうる。配線層525は、接合した各ワイヤ76を介して、支持導体2に導通しうる。図8に示すように、第1信号基板5Aの配線層525は、ワイヤ76を介して、第1導電部2Aに導通しうる。第2信号基板5Bの配線層525は、ワイヤ76を介して、第2導電部2Bに導通しうる。第1信号基板5Aの配線層525には、第1検出端子45Eが接合されうる。第2信号基板5Bの配線層525には、第2検出端子46Eが接合されうる。
なお、信号基板5は、DBC基板ではなく、ガラスエポキシ基板などのプリント基板であってよい。当該プリント基板には、上記配線層521~526が少なくとも形成されうる。
接着層6:
接着層6は、信号基板5と支持導体2とを接着しうる。接着層6は、z方向において信号基板5と支持導体2との間に介在しうる。接着層6は、平面視において、信号基板5に重なりうる。接着層6の厚さ(z方向の寸法)は、たとえば20μm以上200μm以下(一例では85μm)としうる。
接着層6は、信号基板5と支持導体2とを接着しうる。接着層6は、z方向において信号基板5と支持導体2との間に介在しうる。接着層6は、平面視において、信号基板5に重なりうる。接着層6の厚さ(z方向の寸法)は、たとえば20μm以上200μm以下(一例では85μm)としうる。
接着層6は、図12~図16に示すように、第1接着体6Aおよび第2接着体6Bを含みうる。第1接着体6Aは、第1信号基板5Aと第1導電部2Aとを接着しうる。第1接着体6Aは、第1信号基板5Aと第1導電部2Aとの間に介在し、平面視において第1信号基板5Aに重なりうる。第2接着体6Bは、第2信号基板5Bと第2導電部2Bとを接着しうる。第2信号基板5Bと第2導電部2Bとの間に介在し、平面視において第2信号基板5Bに重なりうる。
接着層6(第1接着体6Aおよび第2接着体6Bのそれぞれ)は、図13および図16に示すように、絶縁層61および一対の粘着層62,63を含みうる。以下に説明する絶縁層61および一対の粘着層62,63は、特段の断りがない限り、第1接着体6Aおよび第2接着体6Bのそれぞれで共通しうる。
絶縁層61は、樹脂材料により構成されうる。当該樹脂材料は、耐熱性および絶縁性を考慮すると、たとえばポリイミドが好ましい。第1接着体6Aの絶縁層61は、第1信号基板5Aと第1導電部2Aとを電気的に絶縁しうる。第2接着体6Bの絶縁層61は、第2信号基板5Bと第2導電部2Bとを電気的に絶縁しうる。絶縁層61は、たとえばフィルム状としうる。絶縁層61は、フィルム状ではなく、シート状あるいは板状であってよい。本開示において、シートとは、フィルムと同様に柔らかいが、フィルムより厚いものとしうる。板状とは、フィルムおよびシートより硬く、曲げにくいものであり、シートより厚いものとしうる。なお、フィルム、シート、板状の定義は、これに限定されず、慣用的な分類に沿って適宜変更されうる。絶縁層61の厚さ(z方向の寸法)は、各制御端子44のz方向の寸法に対して0.1%以上1.0%以下としうる。絶縁層61の厚さ(z方向の寸法)は、接着層6の厚さ(z方向の寸法)に対して20%以上75%以下としうる。絶縁層61の厚さ(z方向の寸法)は、たとえば10μm以上150μm以下(一例では25μm)としうる。
絶縁層61は、図13および図16に示すように、主面61aおよび裏面61bを含みうる。主面61aおよび裏面61bは、z方向に離隔しうる。主面61aは、z2側(z方向上方)を向き、裏面61bは、z1側(z方向下方)を向きうる。
一対の粘着層62,63は、絶縁層61のz方向の両面上方に位置しうる。一対の粘着層62,63はそれぞれ、樹脂接着剤のいずれかにより構成されうる。樹脂接着剤は、たとえばシリコーン系粘着剤、およびアクリル系粘着剤などを含みうる。一対の粘着層62,63の各々の厚さ(z方向の寸法)は、絶縁層61の厚さ(z方向の寸法)に対して10%以上150%以下としうる。一対の粘着層62,63の各厚さ(z方向の寸法)は、たとえば5μm以上50μm以下(一例では30μm)としうる。
粘着層62は、図13および図16に示すように、主面61a上方に位置しうる。粘着層62は、z方向において、絶縁層61と信号基板5との間に介在しうる。第1接着体6Aの粘着層62は、z方向において、第1接着体6Aの絶縁層61と第1信号基板5Aとの間に介在しうる。第2接着体6Bの粘着層62は、z方向において、第2接着体6Bの絶縁層61と第2信号基板5Bとの間に介在しうる。
粘着層63は、図13および図16に示すように、裏面61b上方に位置しうる。粘着層63は、z方向において、絶縁層61と支持導体2との間に介在しうる。第1接着体6Aの粘着層63は、z方向において、第1接着体6Aの絶縁層61と第1導電部2Aとの間に介在しうる。第2接着体6Bの粘着層63は、第2接着体6Bの絶縁層61と第2導電部2Bとの間に介在しうる。
上記した構成から理解されるように、本開示の接着層6は、たとえば両面粘着テープのようなものとしうる。半導体装置A1の製造工程において、接着層6は、たとえば複数の制御端子44が接合された信号基板5に貼り付けられた後、支持導体2に貼り付けられうる。なお、接着層6は、両面粘着テープでなくてよく、2つの部材を接着する際に、はんだのように一時的に溶融状態となるものを除く。換言すると、接着層6は、2つの部材を接着する際に、溶融状態になることなく、接着可能なものであればよい。
第1導通部材71および第2導通部材72:
第1導通部材71および第2導通部材72は、支持導体2とともに、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成しうる。第1導通部材71および第2導通部材72は、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの各主面201からz2側に離隔し、且つ、平面視において各主面201に重なりうる。第1導通部材71および第2導通部材72はそれぞれ、たとえば金属製の板材により構成されうる。当該金属は、たとえばCuまたはCu合金としうる。第1導通部材71および第2導通部材72には、適宜折り曲げ加工が施されうる。
第1導通部材71および第2導通部材72は、支持導体2とともに、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)によってスイッチングされる主回路電流の経路を構成しうる。第1導通部材71および第2導通部材72は、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの各主面201からz2側に離隔し、且つ、平面視において各主面201に重なりうる。第1導通部材71および第2導通部材72はそれぞれ、たとえば金属製の板材により構成されうる。当該金属は、たとえばCuまたはCu合金としうる。第1導通部材71および第2導通部材72には、適宜折り曲げ加工が施されうる。
第1導通部材71は、複数の第1スイッチング素子1Aと第2導電部2Bとを導通させうる。第1導通部材71は、図5および図8に示すように、各第1スイッチング素子1Aの第2主面電極12(ソース電極)と第2導電部2Bとに接続されうる。第1導通部材71は、図5および図8に示すように、各第1スイッチング素子1Aの第2主面電極12と第2導電部2Bとを導通させうる。第1導通部材71は、複数の第1スイッチング素子1Aによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成しうる。第1導通部材71は、図5、図8および図12に示すように、主部711、複数の第1接続端部712および複数の第2接続端部713を含みうる。
主部711は、x方向において、複数の第1スイッチング素子1Aと第2導電部2Bとの間に位置しうる。主部711は、y方向に延びる帯状の部位としうる。図12に示すように、主部711は、複数の第1接続端部712および複数の第2接続端部713より、z2側に位置しうる。本実施形態では、図5、図8および図12に示すように、主部711には、複数の開口711aを含みうる。複数の開口711aはそれぞれ、第1導通部材71(主部711)をz方向に貫通する貫通孔としうる。複数の開口711aは、y方向に間隔を隔てて並びうる。複数の開口711aは、平面視において、第2導通部材72に重ならない。複数の開口711aは、樹脂部材8を形成するために流動性の樹脂材料を注入する際に、主部711(第1導通部材71)の付近において上側(z2側側)と下側(z1側側)との間で樹脂材料を流動しやすくするために形成されうる。主部711の形状は、本構成に限定されず、たとえば開口711aが形成されていなくてよい。
複数の第1接続端部712および複数の第2接続端部713はそれぞれ、主部711に繋がりうる。複数の第1接続端部712および複数の第2接続端部713は、複数の第1スイッチング素子1Aにいずれかが対向しうる。図12に示すように、複数の第1接続端部712はそれぞれ、導電性接合材719を介して、複数の第1スイッチング素子1Aの各第2主面電極12のいずれかに接合される。複数の第2接続端部713はそれぞれ、導電性接合材719を介して、第2導電部2Bのいずれかに接合される。導電性接合材719は、たとえば、はんだ、金属ペースト材あるいは焼結金属などとしうる。図8、図12、図13および図21に示す例では、各第1接続端部712には、開口712aを含みうる。各開口712aの位置は、平面視において、各第1スイッチング素子1Aの中央部に重なりうる。各開口712aは、図12、図13および図21に示すように、たとえば各第1接続端部712をz方向に貫通する貫通孔としうる。開口712aは、たとえば支持導体2に対して第1導通部材71を位置決めする際に使用される。
図示された例では、複数の第1接続端部712および複数の第2接続端部713はそれぞれ、主部711によって互いに繋がっているが、この構成とは異なり、主部711が複数の部位に分割され、当該分割された部位が複数の第1接続端部712の各々と複数の第2接続端部713の各々とを繋ぐ構成であってよい。つまり、複数の第1スイッチング素子1Aの各々に対して、それぞれ1つの第1導通部材71を備える構成であってよい。
第2導通部材72は、図5に示すように、各第2スイッチング素子1Bの第2主面電極12(ソース電極)と、複数の電力端子42とに接続されうる。第2導通部材72は、各第2スイッチング素子1Bの第2主面電極12と各電力端子42とを導通させうる。第2導通部材72は、複数の第2スイッチング素子1Bによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成しうる。第2導通部材72は、x方向の最大寸法がたとえば25mm以上40mm以下であり、y方向の最大寸法がたとえば30mm以上45mm以下としうる。図5などに示すように、第2導通部材72は、一対の第1配線部721、第2配線部722、第3配線部723および第4配線部724を含みうる。
一対の第1配線部721の一方は、一対の電力端子42の一方に接続され、一対の第1配線部721の他方は、一対の電力端子42の他方に接続されうる。図5に示すように、一対の第1配線部721はそれぞれ、平面視において、x方向に延びる帯状としうる。一対の第1配線部721は、y方向に離隔し、且つ、平行(あるいは略平行)に位置しうる。図5および図11に示すように、一対の第1配線部721はそれぞれ、第1端部721aを含みうる。各第1端部721aは、各第1配線部721のうちのx2側側の端部としうる。図11に示すように、各第1端部721aは、各第1配線部721の他の部分より、z1側に位置しうる。図11に示すように、各第1端部721aは、一対の電力端子42のそれぞれに、導電性接合材729を介して接合されうる。導電性接合材729は、たとえばはんだ、金属ペーストあるいは焼結金属などとしうる。図5に示す例では、各第1配線部721には、一または複数の窪みを有しうる。各第1配線部721が有する一または複数の窪みは、平面視においてたとえば半円状としうる。一または複数の窪みは、平面視において支持導体2に重なりうる。
第2配線部722は、図5に示すように、一対の第1配線部721の両方に繋がりうる。第2配線部722は、y方向において、一対の第1配線部721に挟まれている。第2配線部722は、平面視において、y方向に延びる帯状としうる。第2配線部722は、図5に示すように、複数の第2スイッチング素子1Bに重なりうる。第2配線部722は、各第2スイッチング素子1Bに接続されうる。第2配線部722は、複数の凹状領域722aを有しうる。複数の凹状領域722aはそれぞれ、図20に示すように、第2配線部722の他の部位よりz方向下方(z1側)に延びている。第2配線部722の各凹状領域722aと、複数の第2スイッチング素子1Bの各第2主面電極12(ソース電極)とは、図20に示すように、導電性接合材729を介して接合されうる。図5および図20に示す例では、各凹状領域722aには、スリットを有しうる。スリットは、各凹状領域722aのy方向における中央に位置し、x方向に延びうる。各凹状領域722aは、スリットを挟んでy方向に離れた2つの部位を含みうる。なお、各凹状領域722aにスリットを有さずともよい。
第3配線部723は、図5に示すように、一対の第1配線部721の両方に繋がりうる。第1配線部721は、y方向において、一対の第1配線部721に挟まれうる。第3配線部723は、平面視において、y方向に延びる帯状としうる。第3配線部723は、x方向において、第2配線部722と離隔しうる。第3配線部723は、第2配線部722と平行(あるいは略平行)に並びうる。第3配線部723は、図5に示すように、平面視において、複数の第1スイッチング素子1Aに重なりうる。第3配線部723は、z方向において、第1導通部材71の各第1接続端部712より上方(z2側)に位置しうる。第3配線部723は、平面視において、第1接続端部712に重なりうる。
複数の第4配線部724はそれぞれ、図5に示すように、第2配線部722および第3配線部723の両方に繋がりうる。各第4配線部724は、x方向において、第2配線部722と第3配線部723との間に位置しうる。各第4配線部724は、平面視において、x方向に延びる帯状としうる。複数の第4配線部724は、y方向に離隔しており、平面視において、平行(あるいは略平行)に並びうる。複数の第4配線部724は、一対の第1配線部721と平行(あるいは略平行)に並びうる。複数の第4配線部724はそれぞれ、x方向における一端が、第3配線部723のうちの平面視においてy方向に隣接する2つの第1スイッチング素子1Aの間に重なる部分に繋がりうる。複数の第4配線部724はそれぞれ、x方向における他端が、第2配線部722のうちの平面視においてy方向に隣接する2つの第2スイッチング素子1Bの間に重なる部分に繋がりうる。複数の第4配線部724はそれぞれ、たとえば第1導通部材71(主部711)に重なりうる。
複数のワイヤ73~76:
複数のワイヤ73~76はそれぞれ、たとえばボンディングワイヤであり、互いに離隔する2つの部位を導通させうる。各ワイヤ73~76の構成材料は、たとえばAu(金)、Al、およびCuのいずれかを主としうる。
複数のワイヤ73~76はそれぞれ、たとえばボンディングワイヤであり、互いに離隔する2つの部位を導通させうる。各ワイヤ73~76の構成材料は、たとえばAu(金)、Al、およびCuのいずれかを主としうる。
複数のワイヤ73は、配線層521と各半導体素子1の第1主面電極11(ゲート電極)とに接合され、これらを導通させうる。図8に示すように、複数のワイヤ73は、各第1スイッチング素子1Aの第1主面電極11および第1信号基板5Aの配線層521に接合されたものと、各第2スイッチング素子1Bの第1主面電極11および第2信号基板5Bの配線層521に接合されたものと、を含みうる。
複数のワイヤ74は、配線層522と各半導体素子1の第3主面電極13(ソースセンス電極)とに接合され、これらを導通させうる。図8に示すように、複数のワイヤ74は、各第1スイッチング素子1Aの第3主面電極13および第1信号基板5Aの配線層522に接合されたものと、各第2スイッチング素子1Bの第3主面電極13および第2信号基板5Bの配線層522に接合されたものと、を含みうる。複数のワイヤ74は、各半導体素子1に第3主面電極13がない構成では、各第3主面電極13の代わりに、各第2主面電極12に接合される。
複数のワイヤ75は、配線層521と配線層526とに接合され、これらを導通させる。図8に示すように、複数のワイヤ75は、第1信号基板5Aの配線層521および第1信号基板5Aの配線層526に接合されたものと、第2信号基板5Bの配線層521および第2信号基板5Bの配線層526に接合されたものと、を含みうる。
複数のワイヤ76は、配線層525と支持導体2とに接合され、これらを導通させうる。図8に示すように、複数のワイヤ76は、第1信号基板5Aの配線層525および第1導電部2Aに接合されたものと、第2信号基板5Bの配線層525および第2導電部2Bに接合されたものと、を含みうる。
樹脂部材8:
樹脂部材8は、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)を保護する封止材としうる。樹脂部材8は、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)と、支持導体2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)と、支持基板3(第2金属層33の下面を除く)と、複数の電力端子41~43の一部ずつと、複数の制御端子44の一部ずつと、信号基板5(第1信号基板5Aおよび第2信号基板5B)と、接着層6(第1接着体6Aおよび第2接着体6B)と、第1導通部材71と、第2導通部材72と、複数のワイヤ73~76とを覆いうる。樹脂部材8は、たとえば黒色のエポキシ樹脂により構成されうる。樹脂部材8は、たとえばモールド成形により形成されうる。樹脂部材8は、たとえばx方向の寸法が35mm以上60mm以下程度であり、たとえばy方向の寸法が35mm以上50mm以下程度であり、たとえばz方向の寸法が4mm以上15mm以下程度としうる。これらの寸法は、各方向に沿う最大部分の大きさとしうる。樹脂部材8は、樹脂主面81、樹脂裏面82および複数の樹脂側面831~834を有しうる。
樹脂部材8は、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)を保護する封止材としうる。樹脂部材8は、複数の半導体素子1(複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1B)と、支持導体2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)と、支持基板3(第2金属層33の下面を除く)と、複数の電力端子41~43の一部ずつと、複数の制御端子44の一部ずつと、信号基板5(第1信号基板5Aおよび第2信号基板5B)と、接着層6(第1接着体6Aおよび第2接着体6B)と、第1導通部材71と、第2導通部材72と、複数のワイヤ73~76とを覆いうる。樹脂部材8は、たとえば黒色のエポキシ樹脂により構成されうる。樹脂部材8は、たとえばモールド成形により形成されうる。樹脂部材8は、たとえばx方向の寸法が35mm以上60mm以下程度であり、たとえばy方向の寸法が35mm以上50mm以下程度であり、たとえばz方向の寸法が4mm以上15mm以下程度としうる。これらの寸法は、各方向に沿う最大部分の大きさとしうる。樹脂部材8は、樹脂主面81、樹脂裏面82および複数の樹脂側面831~834を有しうる。
樹脂主面81および樹脂裏面82は、図6、図7、図9、図11、図12および図19~図22に示すように、z方向に離隔しうる。樹脂主面81は、z2側を向き、樹脂裏面82は、z1側を向きうる。樹脂主面81から複数の制御端子44(複数の第1制御端子45および複数の第2制御端子46)が突き出る構成としうる。樹脂裏面82は、図10に示すように、平面視において、支持基板3の第2金属層33の下面を囲む枠状としうる。当該第2金属層33の下面は、樹脂裏面82から露出し、たとえば樹脂裏面82と面一としうる。複数の樹脂側面831~834はそれぞれ、樹脂主面81および樹脂裏面82の双方に繋がり、且つ、z方向においてこれらの間に位置する。図4などに示すように、樹脂側面831と樹脂側面832とは、x方向に離隔しうる。樹脂側面831は、x1側を向き、樹脂側面832は、x2側を向きうる。樹脂側面831から2つの電力端子43が突き出て、樹脂側面832から複数の電力端子41,42が突き出た構成としうる。図4などに示すように、樹脂側面833と樹脂側面834とは、y方向に離隔しうる。樹脂側面833は、y1側を向き、樹脂側面834は、y2側を向きうる。
樹脂側面832には、図4に示すように複数の凹部832aを有しうる。各凹部832aは、平面視において、x方向に窪んだ部位としうる。複数の凹部832aは、平面視において、2つの電力端子42の一方および電力端子41の間に位置するものと、2つの電力端子42の他方および電力端子41の間に位置するものと、を含みうる。複数の凹部832aは、電力端子41および2つの電力端子42の一方の間の樹脂側面832に沿った沿面距離、および、電力端子41および2つの電力端子42の他方の間の樹脂側面832に沿った沿面距離のいずれかを大きくできる。
樹脂部材8は、図11および図12などに示すように、複数の第1突出部851、複数の第2突出部852および樹脂空隙部86を有しうる。
複数の第1突出部851はそれぞれ、樹脂主面81からz方向に突出しうる。複数の第1突出部851は、平面視において、樹脂部材8の四隅付近に位置しうる。各第1突出部851の先端(z2側の端部)には、第1突出端面851aを有しうる。複数の第1突出部851の各第1突出端面851aは、樹脂主面81と平行(あるいは略平行)としうる。複数の第1突出端面851aは、同一平面(x-y平面)上に位置しうる。各第1突出部851は、たとえば有底中空の円錐台状としうる。複数の第1突出部851は、制御用の回路基板などに半導体装置A1が搭載される際に、スペーサーとして利用されうる。当該制御用の回路基板は、半導体装置A1によって生成された電源を利用する機器が有するものとしうる。図11に示すように、複数の第1突出部851はそれぞれ、凹部851bと、当該凹部851bを規定する内壁面851cとを有しうる。各第1突出部851の形状は柱状であればよく、円柱状であることが好ましい。凹部851bの形状は円柱状であって、平面視において内壁面851cは単一の真円状であることが好ましい。
半導体装置A1は、ねじ止めなどの方法によって、上記制御用の回路基板などに固定される場合がある。この場合には、各第1突出部851の凹部851bの内壁面851cに、雌ねじのねじ山を有しうる。第1突出部851の凹部851bの内壁面851cは、雌ねじのねじ山を形成可能に構成されうる。各第1突出部851の凹部851bは、内部にインサートナットなどを埋め込んだ構成としうる。
複数の第2突出部852は、図12などに示すように、樹脂主面81からz方向に突出しうる。複数の第2突出部852は、平面視において複数の制御端子44に重なりうる。複数の制御端子44の各金属ピン442は、各第2突出部852から突き出た構成としうる。各第2突出部852は、円錐台状としうる。各第2突出部852は、各制御端子44においてホルダ441と金属ピン442の一部とを覆いうる。
樹脂空隙部86は、図11に示すように、z方向において、樹脂主面81から第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの各主面201に通じうる。樹脂空隙部86は、テーパー形状であってよく、樹脂主面81から各主面201にz方向に向かうにつれて、z方向に直交する平面による断面積が小さくなりうる。樹脂空隙部86は、樹脂部材8のモールド成形時に形成され、当該モールド成形時に樹脂部材8が形成されない部分としうる。
樹脂空隙部86は、たとえば樹脂部材8のモールド成形の際に押さえ部材が占めていたことによって流動性の樹脂材料が充填されなかったことで形成されうる。当該押さえ部材は、モールド成形の際に、各主面201への押圧力を与えるものであり、第2導通部材72の各第1配線部721に有する上記窪みに挿通される。これにより、第2導通部材72に干渉することなく上記押さえ部材により支持導体2(第1導電部2Aおよび第2導電部2B)を押さえることが可能となり、支持導体2が接合される支持基板3の反りを低減することができる。
本実施形態において、半導体装置A1は、図11に示すように、樹脂充填部88を備える。樹脂充填部88は、樹脂空隙部86を埋めるように、樹脂空隙部86に充填されうる。樹脂充填部88は、たとえば樹脂部材8と同様にエポキシ樹脂としうるが、樹脂部材8と異なる樹脂材料であってよい。
次に、半導体装置A1の製造方法について、図23~図29を参照しつつ、以下に説明する。
まず、図23および図24に示す押圧金型M1aおよび押圧金型M1bを用意する。押圧金型M1aおよび押圧金型M1bは、複数の突起m1を有しうる。突起m1は、z方向のz1側に突出しうる。図示された例においては、押圧金型M1aおよび押圧金型M1bのそれぞれが2つずつの突起m1を有しうる。2つの突起m1は、押圧金型M1aおよび押圧金型M1bそれぞれの対角線上において互いに分かれて位置する。
図24に示すように、第1導電部2A上に第1中間接合材29aを載置し、第2導電部2B上に第1中間接合材29bを載置する。そして、第1中間接合材29a上に押圧金型M1aを配置し、第1中間接合材29b上に押圧金型M1bを配置しうる。
次いで、図25に示すように、押圧金型M1aによって、第1中間接合材29aを第1導電部2Aに向けて押圧する。押圧金型M1bによって、第1中間接合材29bを第2導電部2Bに向けて押圧する。これらの押圧による突起m1の先端における圧力は、たとえば後述の固相接合する工程において接合面に加圧される圧力と同じ(あるいは略同じ)としうる。この押圧における雰囲気温度は、後述の固相接合する工程における雰囲気温度より低く、たとえば固相接合される材質であるAg(銀)の再結晶温度より低くしうる。押圧金型M1aおよび押圧金型M1bを用いた加圧により、図26に示すように、接合特異領域Pcaが形成されうる。同図においては、第1中間接合材29aのうち突起m1によって加圧された部位が、周囲部位より若干凹んだ態様となっているが、これは、一例である。本実施形態においては、接合特異領域Pcaは、固相接合と類似の接合がなされた部位としうる。この工程が、本開示の仮接合する工程としうる。
なお、図23~図25においては、理解の便宜上第1導電部2Aおよび第1中間接合材29aの仮接合と、第2導電部2Bおよび第1中間接合材29bの仮接合とを一括して行う場合を説明したが、これに限定されない。仮接合は、タイミングおよび場所の一方または両方を別に行いうる。
次いで、図27に示すように、接合型枠M2を用意する。接合型枠M2は、第1凹部m21、第2凹部m22a、第3凹部m22b、第4凹部m23、第1貫通孔m24aおよび第2貫通孔m24bを有しうる。
第1凹部m21は、z方向のz2側からz1側に凹んだ部位としうる。第1凹部m21は、支持基板3を収容しうる平面視の大きさおよび形状としうる。
第2凹部m22aは、第1凹部m21の底部からz方向のz2側に凹んでいる。第2凹部m22aは、第1導電部2Aを収容しうる平面視の大きさおよび形状としうる。第2凹部m22aの平面視での大きさは、支持基板3の平面視での大きさより小さい。第2凹部m22aのz方向の深さは、第1導電部2Aのz方向の厚さより小さい。第3凹部m22bは、第1凹部m21の底部からz方向のz2側に窪みうる。第3凹部m22bは、第2凹部m22aとx方向に並びうる。第3凹部m22bは、第2導電部2Bを収容しうる平面視の大きさおよび形状としうる。第3凹部m22bの平面視での大きさは、支持基板3の平面視での大きさより小さい。第3凹部m22bのz方向の深さは、第2導電部2Bのz方向の厚さより小さい。
第4凹部m23は、z方向のz1側からz2側に凹んだ部位としうる。第4凹部m23は、半導体装置A1における複数の第1スイッチング素子1Aおよび複数の第2スイッチング素子1Bのすべてと平面視において重なる大きさおよび形状としうる。
第1貫通孔m24aは、z方向に貫通しており、第2凹部m22aと第4凹部m23とに到達しうる。第1貫通孔m24aは、第1スイッチング素子1Aを収容し得る大きさおよび形状である。第1貫通孔m24aは、第1導電部2Aより小さい。第1貫通孔m24aのz方向の大きさは、第1スイッチング素子1Aのz方向の厚さ、および第2中間接合材19aのz方向の厚さ、の2つを合計した厚さと同じ(あるいは略同じ)としうる。第1貫通孔m24aの個数は、第1スイッチング素子1Aの個数と同数としうる。
第2貫通孔m24bは、z方向に貫通しており、第3凹部m22bと第4凹部m23とに到達している。第1貫通孔m24aは、第2スイッチング素子1Bを収容し得る大きさおよび形状としうる。第1貫通孔m24aは、第2導電部2Bより小さい。第2貫通孔m24bのz方向の大きさは、第2スイッチング素子1Bのz方向の厚さ、および第2中間接合材19bのz方向の厚さ、の2つを合計した厚さと同じ(あるいは略同じ)としうる。第2貫通孔m24bの個数は、第2スイッチング素子1Bの個数と同数としうる。
第1中間接合材29aを仮接合した第1導電部2Aを、第2凹部m22a内に載置する。第1中間接合材29bを仮接合した第2導電部2Bを、第3凹部m22b内に載置する。次いで、第1凹部m21内に支持基板3を挿入する。これにより、第1中間接合材29a上に第1部分32Aが載置され、第1中間接合材29b上に第2部分32Bが載置される。
次に、接合型枠M2と、接合型枠M2に載置された第1導電部2A、第2導電部2B、第1中間接合材29a、第1中間接合材29bおよび支持基板3とを、一括してz方向において反転させる。そして、図28に示すように、第1貫通孔m24a内に、第2中間接合材19aおよび第1スイッチング素子1Aを載置する。この際、第2中間接合材19aは、第1スイッチング素子1Aに予め固定されていることが好ましい。ただし、この固定は、固相接合でなくてよい。第2貫通孔m24b内に、第2中間接合材19bおよび第2スイッチング素子1Bを載置する。この際、第2中間接合材19bは、第2スイッチング素子1Bに予め固定されていることが好ましい。ただし、この固定は、固相接合でなくてよい。
次いで、z方向のz1側からz2側に押圧金型M3を接近させる。そして、図29に示すように、第1スイッチング素子1A、第2スイッチング素子1Bおよび接合型枠M2の第4凹部m23の底部に押圧金型M3を加圧する。この際、雰囲気温度は、固相接合される材質であるAg(銀)の再結晶温度以上に設定されうる。これにより、図14、図15、図17および図18を参照して説明した、固相接合による接合界面が形成されうる。これが、本開示の固相接合する工程としうる。
この後は、信号基板5、複数の制御端子44、ワイヤ73~76、および樹脂部材8等の形成を順次行うことにより、半導体装置A1が得られうる。
次に、半導体装置A1および半導体装置A1の製造方法の作用について説明する。
本実施形態においては、図15に示すように、第1導電部2Aと第1中間接合材29bとの接合界面が接合特異領域Pcaを含みうる。本実施形態においては、図15に示すように、図18に示すように、第2導電部2Bと29bとの接合界面が接合特異領域Pcbを含む。これらの接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbは、図29に示す固相接合する工程の前に、図25に示す仮接合する工程によって形成された領域としうる。接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbを有することにより、固相接合する工程の準備工程である、図27および図28等の載置工程において、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29bの位置がずれることを低減することができる。これにより、本開示の半導体装置A1の製造方法は、固相接合をより適切かつ確実に行うことができる。
接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの接合状況は仮接合および固相接合の条件等によって、周囲部位より接合状況が劣る場合、および接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの接合状況は良好であるのの、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbに隣接する部位の接合状況が劣る場合、が想定されうる。図8に示すように、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbは、第1スイッチング素子1Aおよび第2スイッチング素子1Bから平面視において離れて位置しうる。これにより、仮に接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの接合状況、および接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbに隣接する部位の接合状況、の少なくとも一方が十分でない場合に、第1スイッチング素子1Aや第2スイッチング素子1Bの放熱を適切に維持しうる。
半導体装置A1の製造方法では、図27に示すように、第2凹部m22aおよび第3凹部m22bによって、第1導電部2Aおよび第2導電部2Bの位置決めを行い、第1凹部m21によって支持基板3の位置決めを行うことができる。半導体装置A1の製造方法では、図28に示すように、第1貫通孔m24aおよび第2貫通孔m24bによって第1スイッチング素子1Aおよび半導体素子1bの位置決めを行うことができる。したがって、半導体装置A1の製造方法では、固相接合における各要素の位置をより正確に仕上げることができる。
図30~図35は、本開示の変形例および他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。各変形例および各実施形態における各部の構成は、技術的な矛盾を生じない範囲において相互に適宜組み合わせ可能である。
半導体装置A11:
図30は、半導体装置A1の第1変形例を示している。本変形例の半導体装置A11は、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの個数が、半導体装置A1とは異なる。
図30は、半導体装置A1の第1変形例を示している。本変形例の半導体装置A11は、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの個数が、半導体装置A1とは異なる。
本変形例においては、4つの接合特異領域Pcaと4つの接合特異領域Pcbとを有する。4つの接合特異領域Pcaは、第1導電部2Aおよび第1部分32Aの四隅付近に位置しうる。4つの接合特異領域Pcbは、第2導電部2Bおよび第2部分32Bの四隅付近に位置しうる。
本変形例によって、半導体装置A1は、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29bの位置ずれを小さくすることができる。本変形例から理解されるように、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの個数および位置は、何ら限定されない。
半導体装置A2:
図31および図32は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置A2を示している。本実施形態の半導体装置A2においては、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの位置が半導体装置A1と異なる。
図31および図32は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置A2を示している。本実施形態の半導体装置A2においては、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbの位置が半導体装置A1と異なる。
図31に示すように、本実施形態においては、第1中間接合材29aの第2表面層292aと第1部分32Aの第2接合層321Aとの接合界面が、接合特異領域Pcaを含んでおり、第1中間接合材29aの第1表面層291aと第1導電部2Aの第1接合層22Aとの接合界面は、接合特異領域Pcaを含んでいない。
図32に示すように、本実施形態においては、第1中間接合材29bの第2表面層292bと第2部分32Bの第2接合層321Bとの接合界面が、接合特異領域Pcbを含んでおり、第1中間接合材29aの第1表面層291bと第2導電部2Bの第1接合層22Bとの接合界面は、接合特異領域Pcbを含んでいない。
図33~図35は、半導体装置A2の製造方法の一例を示している。本実施形態においては、図33に示すように、支持基板3の第1部分32A上に、第1中間接合材29aを載置し、第2部分32B上に第1中間接合材29bを載置しうる。押圧金型M1は、たとえば上述の実施形態における押圧金型M1aと押圧金型M1bとを一体化させたものとしうる。押圧金型M1をz方向のz2側からz1側に移動させ、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29b上に載置しうる。
そして、図34に示すように、押圧金型M1によって、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29bを押圧しうる。この際の加圧力および雰囲気温度は、図25を参照して説明した仮接合する工程と同様としうる。図34に示す仮接合する工程により、第1中間接合材29aと第1部分32Aとの界面に接合特異領域Pcaが形成され、第1中間接合材29bと第2部分32Bとの界面に接合特異領域Pcbが形成されうる。
次いで、図35に示すように、接合型枠M2の第2凹部m22a内に第1導電部2Aを載置し、第3凹部m22b内に第2導電部2Bを載置する。次いで、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29bを仮接合した支持基板3を、第1凹部m21内に載置する。これにより、第1中間接合材29aが第1導電部2A上に載置され、第1中間接合材29bが第2導電部2B上に載置される。
この後は、図29を参照して説明した場合と同様に、固相接合を行う。これにより、半導体装置A2が得られる。
本実施形態によって、半導体装置A2の製造方法は、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29bの位置ずれを低減することができる。本実施形態から理解されるように、接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbは、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29bのどちら側に位置してもよい。ただし、半導体装置A1および半導体装置A2を、上述の製造方法で製造した場合、第1中間接合材29aおよび第1中間接合材29bのz方向のいずれか一方側のみに接合特異領域Pcaおよび接合特異領域Pcbが形成されうる。
本開示にかかる半導体および半導体装置の製造方法は、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の半導体および半導体装置の製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。本開示は、以下の付記に記載された実施形態を含む。
付記1.
半導体素子と、
前記半導体素子を支持する支持導体と、
前記支持導体を支持する支持基板と、
前記支持導体と前記支持基板との間に介在する第1中間接合材と、を備え、
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合、および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合は、いずれも固相接合であり、
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面のいずれかは、周辺部位と接合状態が異なる接合特異領域を含む、半導体装置。
付記2.
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面が、前記接合特異領域を含む、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面が、前記接合特異領域を含む、付記1に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1中間接合材は、基材層、前記基材層と前記支持導体との間に介在する第1表面層、および前記基材層と前記支持基板との間に介在する第2表面層、を含む、付記1ないし3のいずれかに記載の半導体装置。
付記5.
前記支持導体は、本体層と、前記本体層と前記第1中間接合材との間に介在する第1接合層と、を含み、
前記第1接合層と前記第1表面層とが、固相接合されている、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記前記第1接合層および前記第1表面層は、Agを主成分とする、付記5に記載の半導体装置。
付記7.
前記支持基板は、第1金属層と、前記第1金属層と前記第1中間接合材との間に介在する第2接合層と、を含み、
前記第2接合層と前記第2表面層とが、固相接合されている、付記5または6に記載の半導体装置。
付記8.
前記前記第2接合層および前記第2表面層は、Agを主成分とする、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記本体層は、Alを主成分とする、付記5ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
付記10.
前記本体層は、Cuを主成分とする、付記5ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
付記11.
前記第1金属層は、Cuを主成分とする、付記7に記載の半導体装置。
付記12.
前記支持基板は、前記第1金属層が接合された絶縁層と、前記絶縁層に対して前記第1金属層とは反対側に接合された第2金属層と、を有する、付記7に記載の半導体装置。
付記13.
前記絶縁層は、セラミックスを主成分とする、付記12に記載の半導体装置。
付記14.
前記第2金属層は、Cuを主成分とする、付記12または13に記載の半導体装置。
付記15.
前記半導体素子と前記支持導体との間介在する第2中間接合材をさらに備え、
前記半導体素子と前記第2中間接合材との接合、および前記支持導体と前記第2中間接合材との接合は、固相接合である、付記1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
付記16.
第1中間接合材と、支持導体および支持基板のいずれか一方とを、加圧によって仮接合する工程と、
前記第1中間接合材を前記支持導体および前記支持基板が挟む状態で、加圧することにより、前記第1中間接合材と前記支持導体とを固相接合し、且つ前記第1中間接合材と前記支持基板とを固相接合する工程と、を備える、半導体装置の製造方法。
付記17.
前記仮接合する工程においては、前記第1中間接合材と前記支持導体とを仮接合する、付記16に記載の半導体装置の製造方法。
付記18.
前記仮接合する工程においては、前記第1中間接合材と前記支持基板とを仮接合する、付記16に記載の半導体装置の製造方法。
半導体素子と、
前記半導体素子を支持する支持導体と、
前記支持導体を支持する支持基板と、
前記支持導体と前記支持基板との間に介在する第1中間接合材と、を備え、
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合、および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合は、いずれも固相接合であり、
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面のいずれかは、周辺部位と接合状態が異なる接合特異領域を含む、半導体装置。
付記2.
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面が、前記接合特異領域を含む、付記1に記載の半導体装置。
付記3.
前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面が、前記接合特異領域を含む、付記1に記載の半導体装置。
付記4.
前記第1中間接合材は、基材層、前記基材層と前記支持導体との間に介在する第1表面層、および前記基材層と前記支持基板との間に介在する第2表面層、を含む、付記1ないし3のいずれかに記載の半導体装置。
付記5.
前記支持導体は、本体層と、前記本体層と前記第1中間接合材との間に介在する第1接合層と、を含み、
前記第1接合層と前記第1表面層とが、固相接合されている、付記4に記載の半導体装置。
付記6.
前記前記第1接合層および前記第1表面層は、Agを主成分とする、付記5に記載の半導体装置。
付記7.
前記支持基板は、第1金属層と、前記第1金属層と前記第1中間接合材との間に介在する第2接合層と、を含み、
前記第2接合層と前記第2表面層とが、固相接合されている、付記5または6に記載の半導体装置。
付記8.
前記前記第2接合層および前記第2表面層は、Agを主成分とする、付記7に記載の半導体装置。
付記9.
前記本体層は、Alを主成分とする、付記5ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
付記10.
前記本体層は、Cuを主成分とする、付記5ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
付記11.
前記第1金属層は、Cuを主成分とする、付記7に記載の半導体装置。
付記12.
前記支持基板は、前記第1金属層が接合された絶縁層と、前記絶縁層に対して前記第1金属層とは反対側に接合された第2金属層と、を有する、付記7に記載の半導体装置。
付記13.
前記絶縁層は、セラミックスを主成分とする、付記12に記載の半導体装置。
付記14.
前記第2金属層は、Cuを主成分とする、付記12または13に記載の半導体装置。
付記15.
前記半導体素子と前記支持導体との間介在する第2中間接合材をさらに備え、
前記半導体素子と前記第2中間接合材との接合、および前記支持導体と前記第2中間接合材との接合は、固相接合である、付記1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。
付記16.
第1中間接合材と、支持導体および支持基板のいずれか一方とを、加圧によって仮接合する工程と、
前記第1中間接合材を前記支持導体および前記支持基板が挟む状態で、加圧することにより、前記第1中間接合材と前記支持導体とを固相接合し、且つ前記第1中間接合材と前記支持基板とを固相接合する工程と、を備える、半導体装置の製造方法。
付記17.
前記仮接合する工程においては、前記第1中間接合材と前記支持導体とを仮接合する、付記16に記載の半導体装置の製造方法。
付記18.
前記仮接合する工程においては、前記第1中間接合材と前記支持基板とを仮接合する、付記16に記載の半導体装置の製造方法。
A1,A11,A2:半導体装置 1:半導体素子
1A:第1スイッチング素子 1B:第2スイッチング素子
1b:半導体素子 2:支持導体
2A:第1導電部 2B:第2導電部
3:支持基板 5:信号基板
5A:第1信号基板 5B:第2信号基板
6:接着層 6A:第1接着体
6B:第2接着体 8:樹脂部材
10a:素子主面 10b:素子裏面
11:第1主面電極 12:第2主面電極
13:第3主面電極 15:裏面電極
17:サーミスタ 19a,19b:第2中間接合材
20A,20B:本体層 21A,21B:第3接合層
22A,22B:第1接合層 29a,29b:第1中間接合材
31:絶縁層 32:第1金属層
32A:第1部分 32B:第2部分
33:第2金属層 41,42,43:電力端子
44:制御端子 45:第1制御端子
45A:第1駆動端子
45B,45C,45D,45E:第1検出端子
46:第2制御端子 46A:第2駆動端子
46B,46C,46D,46E:第2検出端子 51:絶縁基板
51a:主面 51b:裏面
52:第1金属層 53:第2金属層
61:絶縁層 61a:主面
61b:裏面 62,63:粘着層
71:第1導通部材 72:第2導通部材
73,74,75,76:ワイヤ 81:樹脂主面
82:樹脂裏面 86:樹脂空隙部
88:樹脂充填部 151:第4接合層
190a,190b:基材層 191a,191b:第3表面層
192a,192b:第4表面層 201:主面
202:裏面 290a,290b:基材層
291a,291b:第1表面層 292a,292b:第2表面層
321A,321B:第2接合層 441:ホルダ
442:金属ピン 449:導電性接合材
521,522,523,524,525,526:配線層
711:主部 711a:開口
712:第1接続端部 712a:開口
713:第2接続端部 719:導電性接合材
721:第1配線部 721a:第1端部
722:第2配線部 722a:凹状領域
723:第3配線部 724:第4配線部
729:導電性接合材 831,832:樹脂側面
832a:凹部 833:樹脂側面
834:樹脂側面 851:第1突出部
851a:第1突出端面 851b:凹部
851c:内壁面 852:第2突出部
M1,M1a,M1b:押圧金型 M2:接合型枠
M3:押圧金型 Pca,Pcb:接合特異領域
m1:突起 m21:第1凹部
m22a:第2凹部 m22b:第3凹部
m23:第4凹部 m24a:第1貫通孔
m24b:第2貫通孔
1A:第1スイッチング素子 1B:第2スイッチング素子
1b:半導体素子 2:支持導体
2A:第1導電部 2B:第2導電部
3:支持基板 5:信号基板
5A:第1信号基板 5B:第2信号基板
6:接着層 6A:第1接着体
6B:第2接着体 8:樹脂部材
10a:素子主面 10b:素子裏面
11:第1主面電極 12:第2主面電極
13:第3主面電極 15:裏面電極
17:サーミスタ 19a,19b:第2中間接合材
20A,20B:本体層 21A,21B:第3接合層
22A,22B:第1接合層 29a,29b:第1中間接合材
31:絶縁層 32:第1金属層
32A:第1部分 32B:第2部分
33:第2金属層 41,42,43:電力端子
44:制御端子 45:第1制御端子
45A:第1駆動端子
45B,45C,45D,45E:第1検出端子
46:第2制御端子 46A:第2駆動端子
46B,46C,46D,46E:第2検出端子 51:絶縁基板
51a:主面 51b:裏面
52:第1金属層 53:第2金属層
61:絶縁層 61a:主面
61b:裏面 62,63:粘着層
71:第1導通部材 72:第2導通部材
73,74,75,76:ワイヤ 81:樹脂主面
82:樹脂裏面 86:樹脂空隙部
88:樹脂充填部 151:第4接合層
190a,190b:基材層 191a,191b:第3表面層
192a,192b:第4表面層 201:主面
202:裏面 290a,290b:基材層
291a,291b:第1表面層 292a,292b:第2表面層
321A,321B:第2接合層 441:ホルダ
442:金属ピン 449:導電性接合材
521,522,523,524,525,526:配線層
711:主部 711a:開口
712:第1接続端部 712a:開口
713:第2接続端部 719:導電性接合材
721:第1配線部 721a:第1端部
722:第2配線部 722a:凹状領域
723:第3配線部 724:第4配線部
729:導電性接合材 831,832:樹脂側面
832a:凹部 833:樹脂側面
834:樹脂側面 851:第1突出部
851a:第1突出端面 851b:凹部
851c:内壁面 852:第2突出部
M1,M1a,M1b:押圧金型 M2:接合型枠
M3:押圧金型 Pca,Pcb:接合特異領域
m1:突起 m21:第1凹部
m22a:第2凹部 m22b:第3凹部
m23:第4凹部 m24a:第1貫通孔
m24b:第2貫通孔
Claims (18)
- 半導体素子と、
前記半導体素子を支持する支持導体と、
前記支持導体を支持する支持基板と、
前記支持導体と前記支持基板との間に介在する第1中間接合材と、を備え、
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合、および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合は、いずれも固相接合であり、
前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面および前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面のいずれかは、周辺部位と接合状態が異なる接合特異領域を含む、半導体装置。 - 前記支持導体と前記第1中間接合材との接合界面が、前記接合特異領域を含む、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記支持基板と前記第1中間接合材との接合界面が、前記接合特異領域を含む、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1中間接合材は、基材層、前記基材層と前記支持導体との間に介在する第1表面層、および前記基材層と前記支持基板との間に介在する第2表面層、を含む、請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記支持導体は、本体層と、前記本体層と前記第1中間接合材との間に介在する第1接合層と、を含み、
前記第1接合層と前記第1表面層とが、固相接合されている、請求項4に記載の半導体装置。 - 前記前記第1接合層および前記第1表面層は、Agを主成分とする、請求項5に記載の半導体装置。
- 前記支持基板は、第1金属層と、前記第1金属層と前記第1中間接合材との間に介在する第2接合層と、を含み、
前記第2接合層と前記第2表面層とが、固相接合されている、請求項5または6に記載の半導体装置。 - 前記前記第2接合層および前記第2表面層は、Agを主成分とする、請求項7に記載の半導体装置。
- 前記本体層は、Alを主成分とする、請求項5ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記本体層は、Cuを主成分とする、請求項5ないし8のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記第1金属層は、Cuを主成分とする、請求項7に記載の半導体装置。
- 前記支持基板は、前記第1金属層が接合された絶縁層と、前記絶縁層に対して前記第1金属層とは反対側に接合された第2金属層と、を有する、請求項7に記載の半導体装置。
- 前記絶縁層は、セラミックスを主成分とする、請求項12に記載の半導体装置。
- 前記第2金属層は、Cuを主成分とする、請求項12または13に記載の半導体装置。
- 前記半導体素子と前記支持導体との間に介在する第2中間接合材をさらに備え、
前記半導体素子と前記第2中間接合材との接合、および前記支持導体と前記第2中間接合材との接合は、固相接合である、請求項1ないし14のいずれかに記載の半導体装置。 - 第1中間接合材と、支持導体および支持基板のいずれか一方とを、加圧によって仮接合する工程と、
前記第1中間接合材を前記支持導体および前記支持基板が挟む状態で、加圧することにより、前記第1中間接合材と前記支持導体とを固相接合し、且つ前記第1中間接合材と前記支持基板とを固相接合する工程と、を備える、半導体装置の製造方法。 - 前記仮接合する工程においては、前記第1中間接合材と前記支持導体とを仮接合する、請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記仮接合する工程においては、前記第1中間接合材と前記支持基板とを仮接合する、請求項16に記載の半導体装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022166827 | 2022-10-18 | ||
JP2022-166827 | 2022-10-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024084954A1 true WO2024084954A1 (ja) | 2024-04-25 |
Family
ID=90737373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2023/036019 WO2024084954A1 (ja) | 2022-10-18 | 2023-10-03 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024084954A1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012091975A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | セラミックス材と金属材との接合体の製造方法 |
JP2014177031A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Mitsubishi Materials Corp | 接合体、パワーモジュール用基板、及びヒートシンク付パワーモジュール用基板 |
JP2017165629A (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体の製造方法、及び、パワーモジュール用基板の製造方法 |
JP2021031323A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅/セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅/セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 |
-
2023
- 2023-10-03 WO PCT/JP2023/036019 patent/WO2024084954A1/ja unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012091975A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Mitsubishi Materials Corp | セラミックス材と金属材との接合体の製造方法 |
JP2014177031A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Mitsubishi Materials Corp | 接合体、パワーモジュール用基板、及びヒートシンク付パワーモジュール用基板 |
JP2017165629A (ja) * | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体の製造方法、及び、パワーモジュール用基板の製造方法 |
JP2021031323A (ja) * | 2019-08-21 | 2021-03-01 | 三菱マテリアル株式会社 | 銅/セラミックス接合体、絶縁回路基板、及び、銅/セラミックス接合体の製造方法、絶縁回路基板の製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7352763B1 (ja) | 半導体モジュール | |
JP7352753B2 (ja) | 半導体モジュール | |
JP7354475B1 (ja) | 半導体モジュール | |
WO2022080072A1 (ja) | 半導体モジュール | |
WO2022080114A1 (ja) | 半導体モジュール | |
WO2024084954A1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
WO2024075514A1 (ja) | 接合構造体および半導体装置 | |
WO2022080100A1 (ja) | 半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法 | |
WO2022270306A1 (ja) | 半導体装置 | |
JP3239692U (ja) | 半導体モジュール | |
US20240047433A1 (en) | Semiconductor device | |
US20240136320A1 (en) | Semiconductor device | |
US20240321693A1 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23879601 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |