WO2025192256A1 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
WO2025192256A1
WO2025192256A1 PCT/JP2025/006256 JP2025006256W WO2025192256A1 WO 2025192256 A1 WO2025192256 A1 WO 2025192256A1 JP 2025006256 W JP2025006256 W JP 2025006256W WO 2025192256 A1 WO2025192256 A1 WO 2025192256A1
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WO
WIPO (PCT)
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semiconductor device
electrode
conductive member
viewed
lead
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/006256
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English (en)
French (fr)
Inventor
一樹 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Publication of WO2025192256A1 publication Critical patent/WO2025192256A1/ja
Pending legal-status Critical Current
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting

Definitions

  • This disclosure relates to a semiconductor device.
  • Patent Document 1 discloses an example of a semiconductor device (power module) in which multiple semiconductor elements are bonded to a conductor layer.
  • the semiconductor device includes multiple connecting metal members (conductive members) bonded to the conductor layer and the multiple semiconductor elements. This allows a larger current to flow through the multiple semiconductor elements.
  • one of the multiple connecting metal members may rotate relative to the electrode of the semiconductor element to which it is joined.
  • the connecting metal member rotates, shear stress is generated at the interface between the electrode of the semiconductor element and the connecting metal member. If the displacement of the connecting metal member due to the rotation increases, the shear stress increases. This causes the shear stress to concentrate more on the semiconductor element, which may result in defects such as cracks in the semiconductor element.
  • An object of the present disclosure is to provide an improved semiconductor device.
  • an object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that can suppress rotation of a conductive member relative to an electrode of a semiconductor element during device manufacturing.
  • a semiconductor device provided by a first aspect of the present disclosure includes a semiconductor element having a first electrode located on one side in a first direction, a conductive member conductively bonded to the first electrode, and a first bonding layer conductively bonding the first electrode and the conductive member.
  • the first electrode includes a first portion and a second portion spaced apart from each other in a direction perpendicular to the first direction. When viewed in the first direction, the area of the second portion is smaller than the area of the first portion.
  • FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure, seen through a sealing resin.
  • FIG. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1, further showing through the conductive member, the first bonding layer, and the second bonding layer.
  • FIG. 3 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a right side view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a rear view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a partial enlarged view of FIG. FIG.
  • FIG. 10 is a plan view of a first modified example of the semiconductor device shown in FIG. 1, and corresponds to FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 is a plan view of a second modified example of the semiconductor device shown in FIG. 1, and corresponds to FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV in FIG.
  • FIG. 15 is a plan view of a third modification of the semiconductor device shown in FIG. 1, and corresponds to FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG. FIG.
  • FIG. 17 is a plan view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present disclosure, seen through the sealing resin.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line XVIII-XVIII in FIG.
  • FIG. 19 is a plan view of the semiconductor device according to the third embodiment of the present disclosure, seen through the sealing resin.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line XX-XX in FIG.
  • FIG. 21 is a plan view of a modified example of the semiconductor device shown in FIG. 19, and corresponds to FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG.
  • FIG. 23 is a plan view of the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present disclosure, seen through the sealing resin.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV in FIG.
  • a semiconductor device A10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 9 .
  • the semiconductor device A10 is used in electronic devices equipped with a power conversion circuit, such as a DC-DC converter.
  • the semiconductor device A10 includes a semiconductor element 10, a conductive bonding layer 19, a first lead 21, a second lead 22, a third lead 23, a conductive member 30, a first bonding layer 61, a second bonding layer 62, a wire 40, and a sealing resin 50.
  • FIG. 1 shows the sealing resin 50 in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the conductive member 30, the first bonding layer 61, and the second bonding layer 62 in a perspective view, compared to FIG. 1 .
  • the penetrated sealing resin 50 is indicated by an imaginary line (two-dot chain line).
  • the penetrated conductive member 30 is indicated by an imaginary line.
  • first direction z the normal direction to the mounting surface 221 of the second lead 22 (described later) will be referred to as the "first direction z.”
  • second direction x The direction perpendicular to the first direction z
  • third direction y The direction perpendicular to both the first direction z and the second direction x.
  • the semiconductor element 10 is mounted on the second lead 22.
  • the semiconductor element 10 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).
  • the semiconductor element 10 may be a switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a diode.
  • the semiconductor element 10 is an n-channel MOSFET with a vertical structure.
  • the semiconductor element 10 includes a compound semiconductor substrate.
  • the compound semiconductor substrate has a composition including silicon carbide (SiC).
  • the semiconductor element 10 has a first electrode 11, a second electrode 12, a third electrode 13, and a protective layer 14.
  • the first electrode 11 is located on one side in the first direction z. A current corresponding to the power converted by the semiconductor element 10 flows through the first electrode 11. In other words, the first electrode 11 corresponds to the source of the semiconductor element 10.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111, a second portion 112, a third portion 113, and a fourth portion 114 that are spaced apart from one another in a direction perpendicular to the first direction z.
  • the second portion 112, the third portion 113, and the fourth portion 114 are each located outward from the first portion 111.
  • the area of each of the second portion 112, the third portion 113, and the fourth portion 114 is smaller than the area of the first portion 111.
  • the area of each of the second portion 112, the third portion 113, and the fourth portion 114 is 50% or less of the area of the first portion 111.
  • the first portion 111, the second portion 112, the third portion 113, and the fourth portion 114 each include a portion that protrudes outward from the conductive member 30.
  • the first portion 111 has a main portion 111A, a first convex portion 111B, and a second convex portion 111C.
  • the first convex portion 111B is located on the opposite side of the first lead 21 from the main portion 111A in the third direction y.
  • the first convex portion 111B protrudes from the main portion 111A in the third direction y.
  • the second convex portion 111C is located on the opposite side of the third electrode 13 from the main portion 111A in the second direction x.
  • the second convex portion 111C protrudes from the main portion 111A in the second direction x.
  • the protruding direction of the second convex portion 111C is different from the protruding direction of the first convex portion 111B.
  • the area of each of the first convex portion 111B and the second convex portion 111C is smaller than the area of the main portion 111A.
  • the second portion 112 and the third portion 113 are located on opposite sides of each other in the second direction x, with the first convex portion 111B of the first portion 111 sandwiched between them.
  • the second electrode 12 is located on the opposite side of the first electrode 11 in the first direction z and faces the second lead 22. A current corresponding to the power before being converted by the semiconductor element 10 flows through the second electrode 12. In other words, the second electrode 12 corresponds to the drain of the semiconductor element 10.
  • the third electrode 13 is located on the same side as the first electrode 11 in the first direction z.
  • the third electrode 13 is located on the opposite side of the third portion 113 of the first electrode 11 in the third direction y, with the main portion 111A of the first portion 111 of the first electrode 11 as the reference.
  • a gate voltage for driving the semiconductor element 10 is applied to the third electrode 13.
  • the area of the third electrode 13 is smaller than the area of the first portion 111 of the first electrode 11.
  • the protective layer 14 is located on the same side as the first electrode 11 in the first direction z. When viewed in the first direction z, the protective layer 14 surrounds each of the first portion 111 of the first electrode 11 and the second portion 112 of the first electrode 11.
  • the protective layer 14 is an insulator.
  • the protective layer 14 is in contact with the sealing resin 50.
  • the protective layer 14 is made of a material containing, for example, polyimide.
  • each of the first portion 111 and the second portion 112 of the first electrode 11 has a base portion 11A and a protective portion 11B.
  • the protective portion 11B covers the base portion 11A.
  • the dimension in the first direction z of the portion of the protective portion 11B covering the base portion 11A is smaller than the dimension in the first direction z of the base portion 11A.
  • a portion of the base portion 11A of each of the first portion 111 and the second portion 112 is covered by a protective layer 14.
  • the composition of the base portion 11A includes, for example, aluminum (A1).
  • the protective portion 11B includes multiple metal layers. The multiple metal layers are stacked in the order of titanium (Ti), nickel (Ni), and silver (Ag) layers from closest to the base portion 11A. Therefore, the protective portion 11B is a conductor whose composition includes silver.
  • the protective portion 11B is in contact with the first bonding layer 61 and the sealing resin 50.
  • Protective portion 11B covers a portion of protective layer 14.
  • the first lead 21, second lead 22, and third lead 23 are composed of the same lead frame.
  • the lead frame is made of copper (Cu) or a copper alloy. Therefore, the composition of each of the first lead 21, second lead 22, and third lead 23 includes copper.
  • the first lead 21 is located on one side in the third direction y.
  • the first lead 21 is electrically connected to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 via the conductive member 30. Therefore, the first lead 21 forms the source terminal of the semiconductor device A10.
  • the first lead 21 has a first connection surface 211, a first mounting surface 212, multiple first end surfaces 213, and a first protrusion 214.
  • the first connection surface 211 faces the side facing the conductive member 30 in the first direction z.
  • a plating layer containing nickel, silver, or the like may be provided on the first connection surface 211.
  • the first mounting surface 212 faces the opposite side from the first connection surface 211 in the first direction z.
  • the first mounting surface 212 may have a plating layer containing tin (Sn) or the like on the first mounting surface 212 exposed from the sealing resin 50.
  • the multiple first end faces 213 face the side opposite to the side on which the semiconductor element 10 is located in the third direction y.
  • the multiple first end faces 213 are connected to the first connection surface 211 and the first mounting surface 212.
  • the multiple first end faces 213 are arranged along the second direction x. As shown in Figure 4, the multiple first end faces 213 are exposed from the sealing resin 50.
  • the first protrusion 214 protrudes from the first mounting surface 212 in a direction perpendicular to the first direction z when viewed in the first direction z.
  • a portion of the first connection surface 211 is included in the first protrusion 214.
  • the first protrusion 214 includes an intermediate surface 214A and an exposed surface 214B. As shown in FIG. 6 , the intermediate surface 214A faces the opposite side from the first connection surface 211 in the first direction z. The intermediate surface 214A is located between the first connection surface 211 and the first mounting surface 212 in the first direction z. The intermediate surface 214A is in contact with the sealing resin 50. The exposed surface 214B is connected to the first connection surface 211 and the intermediate surface 214A, and faces the second direction x. The exposed surface 214B is exposed from the sealing resin 50. The area of the exposed surface 214B is smaller than the area of each of the multiple first end surfaces 213.
  • the second lead 22 is spaced apart from the first lead 21 and the third lead 23 in the third direction y.
  • the second lead 22 is electrically connected to the second electrode 12 of the semiconductor element 10. Therefore, the second lead 22 forms the drain terminal of the semiconductor device A10.
  • the second lead 22 has a mounting surface 221, a back surface 222, multiple second end surfaces 223, and a second protrusion 224.
  • the mounting surface 221 faces the same side in the first direction z as the first connection surface 211 of the first lead 21.
  • the position of the mounting surface 221 in the first direction z is equal to the position of the first connection surface 211 of the first lead 21 in the first direction z.
  • the semiconductor element 10 is mounted on the mounting surface 221.
  • a plating layer containing nickel, silver, or the like may be provided on the mounting surface 221.
  • the back surface 222 faces the side opposite to the side on which the semiconductor element 10 is located in the first direction z. As shown in Figure 3, the back surface 222 is exposed from the sealing resin 50. When viewed in the first direction z, the back surface 222 overlaps the semiconductor element 10.
  • a plating layer containing tin or the like may be provided on the back surface 222.
  • each of the multiple second end surfaces 223 faces the opposite side to each of the first end surfaces 213 of the first lead 21 in the third direction y.
  • the multiple second end surfaces 223 are connected to the mounting surface 221 and the back surface 222.
  • the multiple second end surfaces 223 are arranged along the second direction x. As shown in Figure 6, the multiple second end surfaces 223 are exposed from the sealing resin 50.
  • the second protrusion 224 protrudes from the back surface 222 in a direction perpendicular to the first direction z when viewed in the first direction z.
  • a portion of the mounting surface 221 is included in the second protrusion 224.
  • the second protrusion 224 includes an intermediate surface 224A and a pair of exposed surfaces 224B.
  • the intermediate surface 224A faces away from the mounting surface 221 in the first direction z.
  • the intermediate surface 224A is located between the mounting surface 221 and the back surface 222 in the first direction z.
  • the intermediate surface 224A is in contact with the sealing resin 50.
  • the pair of exposed surfaces 224B face opposite each other in the second direction x.
  • Each of the pair of exposed surfaces 224B is connected to the mounting surface 221 and the intermediate surface 224A.
  • Each of the pair of exposed surfaces 224B is exposed from the sealing resin 50.
  • the area of each of the pair of exposed surfaces 224B is smaller than the area of each of the multiple second end surfaces 223.
  • the conductive bonding layer 19 is located between the mounting surface 221 of the second lead 22 and the second electrode 12 of the semiconductor element 10.
  • the conductive bonding layer 19 is in contact with the mounting surface 221 and the second electrode 12.
  • the conductive bonding layer 19 conductively bonds the second lead 22 and the second electrode 12.
  • the second lead 22 is electrically connected to the second electrode 12.
  • the composition of the conductive bonding layer 19 includes tin.
  • the conductive bonding layer 19 is solder.
  • the third lead 23 is spaced apart from the first lead 21 in the second direction x.
  • the third lead 23 is electrically connected to the third electrode 13 of the semiconductor element 10. Therefore, the third lead 23 forms the gate terminal of the semiconductor device A10.
  • the third lead 23 has a second connection surface 231, a second mounting surface 232, a third end surface 233, and a third protrusion 234.
  • the second connection surface 231 faces the same side in the first direction z as the first connection surface 211 of the first lead 21.
  • the position of the second connection surface 231 in the first direction z is equal to the position of the first connection surface 211 of the first lead 21 in the first direction z.
  • a plating layer containing nickel, silver, or the like may be provided on the second connection surface 231.
  • the second mounting surface 232 faces the opposite side to the second connection surface 231 in the first direction z. As shown in FIG. 3, the second mounting surface 232 is exposed from the sealing resin 50.
  • a plating layer containing tin or the like may be provided on the first mounting surface 212.
  • the third end surface 233 faces the same side as each of the multiple first end surfaces 213 of the first lead 21 in the third direction y.
  • the third end surface 233 is connected to the second connection surface 231 and the second mounting surface 232.
  • the third end surface 233 is exposed from the sealing resin 50.
  • the third protrusion 234 protrudes from the second mounting surface 232 in a direction perpendicular to the first direction z when viewed in the first direction z.
  • a portion of the second connection surface 231 is included in the third protrusion 234.
  • the third protrusion 234 includes an intermediate surface 234A and an exposed surface 234B.
  • the intermediate surface 234A faces the opposite side from the second connection surface 231 in the first direction z.
  • the intermediate surface 234A is located between the second connection surface 231 and the second mounting surface 232 in the first direction z.
  • the intermediate surface 234A is in contact with the sealing resin 50.
  • the exposed surface 234B is connected to the second connection surface 231 and the intermediate surface 234A and faces the second direction x. As shown in Figures 1 and 2, the exposed surface 234B faces the opposite side from the exposed surface 214B of the first lead 21 in the second direction x. As shown in Figure 5, the exposed surface 234B is exposed from the sealing resin 50.
  • the area of the exposed surface 234B is smaller than the area of the third end surface 233.
  • the conductive member 30 is conductively bonded to the first electrode 11 and the first lead 21 of the semiconductor element 10. As a result, the first lead 21 is electrically connected to the first electrode 11.
  • the conductive member 30 contains copper.
  • the conductive member 30 is a metal clip. As shown in Figures 1 and 6, the conductive member 30 straddles the first lead 21 and the second lead 22. When viewed in the first direction z, the conductive member 30 is spaced apart from the third electrode 13 of the semiconductor element 10.
  • the conductive member 30 has a first joint portion 31, a second joint portion 32, and an intermediate portion 33.
  • the first bonding portion 31 faces the first electrode 11 of the semiconductor element 10. As shown in Figure 1, the entire first bonding portion 31 overlaps the mounting surface 221 of the second lead 22.
  • the first bonding portion 31 has a first bonding surface 311.
  • the first bonding surface 311 faces each of the first portion 111, second portion 112, third portion 113, and fourth portion 114 of the first electrode 11.
  • the second bonding portion 32 faces the first connection surface 211 of the first lead 21.
  • the second bonding portion 32 stands upright in the first direction z.
  • the second bonding portion 32 has a second bonding surface 321.
  • the second bonding surface 321 faces the first connection surface 211 and is in contact with the first connection surface 211.
  • the intermediate portion 33 is located between the first joint portion 31 and the second joint portion 32 in the third direction y.
  • the intermediate portion 33 connects the first joint portion 31 and the second joint portion 32.
  • the intermediate portion 33 straddles the gap between the first lead 21 and the second lead 22.
  • the first bonding layer 61 conductively bonds the first electrode 11 of the semiconductor element 10 to the first bonding portion 31 of the conductive member 30.
  • the first portion 111, second portion 112, third portion 113, and fourth portion 114 of the first electrode 11 and the first bonding surface 311 of the first bonding portion 31 are in contact with the first bonding layer 61.
  • the composition of the first bonding layer 61 includes tin.
  • the first bonding layer 61 is solder.
  • the second bonding layer 62 conductively bonds the first lead 21 and the second bonding portion 32 of the conductive member 30.
  • the first connection surface 211 of the first lead 21 and the second bonding portion 32 are in contact with the second bonding layer 62.
  • the second bonding layer 62 surrounds the second bonding surface 321 of the second bonding portion 32.
  • the composition of the second bonding layer 62 includes tin.
  • the second bonding layer 62 is solder.
  • the wire 40 is conductively bonded to the third electrode 13 of the semiconductor element 10 and the second connection surface 231 of the third lead 23. This allows the third lead 23 to be electrically connected to the third electrode 13.
  • the composition of the wire 40 includes gold (Au).
  • the composition of the wire 40 may include aluminum or copper.
  • the sealing resin 50 covers the semiconductor element 10 and the conductive member 30. Furthermore, the sealing resin 50 covers a portion of each of the first lead 21, the second lead 22, and the third lead 23, as well as the wire 40.
  • the sealing resin 50 has electrical insulating properties.
  • the sealing resin 50 is made of a material containing, for example, black epoxy resin.
  • the sealing resin 50 has a top surface 51, a bottom surface 52, a first side surface 53, a second side surface 54, a third side surface 55, a fourth side surface 56, and a pair of fifth side surfaces 57.
  • the top surface 51 faces the same side as the mounting surface 221 of the second lead 22 in the first direction z.
  • the bottom surface 52 faces the opposite side from the top surface 51 in the first direction z.
  • the first mounting surface 212 of the first lead 21, the back surface 222 of the second lead 22, and the second mounting surface 232 of the third lead 23 are exposed from the bottom surface 52.
  • the first side surface 53 faces one side in the third direction y.
  • the first side surface 53 is connected to the bottom surface 52.
  • the first end surfaces 213 of the first lead 21 and the third end surface 233 of the third lead 23 are exposed from the first side surface 53.
  • the second side surface 54 faces the same side as the first side surface 53 in the third direction y.
  • the second side surface 54 is located on the opposite side from the bottom surface 52 with respect to the first side surface 53 in the first direction z.
  • the second side surface 54 is connected to the top surface 51. When viewed in the first direction z, the second side surface 54 is located outward from the first side surface 53.
  • the third side surface 55 faces the opposite side from the first side surface 53 in the third direction y.
  • the third side surface 55 is connected to the bottom surface 52.
  • Multiple second end surfaces 223 of the second lead 22 are exposed from the third side surface 55.
  • the fourth side surface 56 faces the same side as the third side surface 55 in the third direction y.
  • the fourth side surface 56 is located on the opposite side from the bottom surface 52 with respect to the third side surface 55 in the first direction z.
  • the fourth side surface 56 is connected to the top surface 51. When viewed in the first direction z, the fourth side surface 56 is located outward from the third side surface 55.
  • the pair of fifth side surfaces 57 face opposite each other in the second direction x.
  • Each of the pair of fifth side surfaces 57 is connected to the top surface 51 and the bottom surface 52.
  • a pair of exposed surfaces 224B of the second lead 22 are individually exposed from the pair of fifth side surfaces 57.
  • the exposed surface 214B of the first lead 21 is exposed from one of the pair of fifth side surfaces 57.
  • the exposed surface 234B of the third lead 23 is exposed from the other of the pair of fifth side surfaces 57.
  • the exposed surface 214B, the pair of exposed surfaces 224B, and the exposed surface 234B are each flush with one of the pair of fifth side surfaces 57.
  • FIG. 10 corresponds to Figure 2, which shows semiconductor device A10.
  • the transparent conductive member 30 and sealing resin 50 are each shown with imaginary lines.
  • the configuration of the first electrode 11 of the semiconductor element 10 differs from that of semiconductor device A10.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111, a second portion 112, and a third portion 113.
  • the second portion 112 and the third portion 113 are located on opposite sides of the first portion 111 in the second direction x.
  • the second portion 112 and the third portion 113 each extend in the third direction y.
  • the dimension of the third portion 113 in the third direction y is smaller than the dimension of the second portion 112 in the third direction y.
  • Figure 12 corresponds to Figure 2, which shows semiconductor device A10.
  • the transparent conductive member 30 and sealing resin 50 are each shown with imaginary lines.
  • the configuration of the first electrode 11 of the semiconductor element 10 differs from that of semiconductor device A10.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111, a second portion 112, a third portion 113, and a fourth portion 114.
  • the second portion 112 and the third portion 113 are located on opposite sides of the first portion 111 in the second direction x.
  • the second portion 112 and the third portion 113 each extend in the third direction y.
  • the dimension of the third portion 113 in the third direction y is smaller than the dimension of the second portion 112 in the third direction y.
  • the fourth portion 114 is located on one side of the first portion 111 in the third direction y.
  • the fourth portion 114 is located on the opposite side of the first lead 21 in the third direction y with the first portion 111 as the reference.
  • the fourth portion 114 extends in the second direction x. As shown in Figure 14, when viewed in the second direction x, the fourth portion 114 overlaps with each of the second portion 112 and the third portion 113.
  • FIG. 15 corresponds to Figure 2, which shows semiconductor device A10.
  • Figure 10 the transparent conductive member 30 and sealing resin 50 are each shown with imaginary lines.
  • the configuration of the first electrode 11 of the semiconductor element 10 differs from that of semiconductor device A10.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111 and a second portion 112.
  • the second portion 112 is surrounded by the first portion 111.
  • the semiconductor device A10 comprises a semiconductor element 10 having a first electrode 11, a conductive member 30 conductively bonded to the first electrode 11, and a first bonding layer 61 conductively bonding the first electrode 11 and the conductive member 30.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111 and a second portion 112 that are spaced apart from each other in a direction perpendicular to the first direction z. As viewed in the first direction z, the area of the second portion 112 is smaller than the area of the first portion 111.
  • the interface between the first bonding layer 61 and the first portion 111 and the interface between the first bonding layer 61 and the second portion 112 are spaced apart from each other in a direction perpendicular to the first direction z.
  • This allows self-alignment to occur in the portion of the first bonding layer 61 that contacts the first portion 111 and the portion of the first bonding layer 61 that contacts the second portion 112. Therefore, when the conductive member 30 attempts to rotate in the first direction z, a rotation suppressing force in the direction opposite to the direction of rotation acts on the conductive member 30. Therefore, with this configuration, it is possible to suppress rotation of the conductive member 30 relative to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 during the manufacture of the semiconductor device A10.
  • the second portion 112 of the first electrode 11 When viewed in the first direction z, the second portion 112 of the first electrode 11 is positioned further outward than the first portion 111 of the first electrode 11. This configuration increases the rotation suppression force acting on the conductive member 30 due to self-alignment of the first bonding layer 61.
  • the second portion 112, third portion 113, and fourth portion 114 of the first electrode 11 are located around the first portion 111 of the first electrode 11. This configuration is preferable for increasing the rotation suppression force acting on the conductive member 30.
  • Each of the first portion 111 and the second portion 112 of the first electrode 11 has a base portion 11A and a protective portion 11B.
  • the protective portion 11B is a conductor containing silver.
  • the protective portion 11B is in contact with the first bonding layer 61 and the sealing resin 50. This configuration protects the base portion 11A from thermal shock caused by the molten first bonding layer 61, while preventing the sealing resin 50 from peeling off from the semiconductor element 10.
  • the semiconductor element 10 has a protective layer 14 that surrounds each of the first portion 111 and the second portion 112 of the first electrode 11 when viewed in the first direction z.
  • the protective layer 14 is an insulator. With this configuration, the flow of the molten first bonding layer 61 is restricted by the protective layer 14. This ensures that the interface between the first bonding layer 61 and the first portion 111 and the interface between the first bonding layer 61 and the second portion 112 are more reliably separated from each other. This more reliably ensures that the rotation suppression force acting on the conductive member 30 is exerted.
  • the semiconductor device A10 further includes a first lead 21, a second lead 22, a conductive bonding layer 19, and a second bonding layer 62.
  • the conductive bonding layer 19, the first bonding layer 61, and the second bonding layer 62 each contain tin. This configuration allows the melting points of the conductive bonding layer 19, the first bonding layer 61, and the second bonding layer 62 to be set relatively low, while also making these melting points approximately equal to one another.
  • the conductive member 30 can be conductively bonded to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 and the first lead 21 at the same time as bonding the semiconductor element 10 to the second lead 22.
  • the semiconductor device A10 further includes a sealing resin 50.
  • the first lead 21 has a first end surface 213 that faces the side opposite to the side on which the semiconductor element 10 is located in the third direction y.
  • the first end surface 213 is exposed from the sealing resin 50.
  • the back surface 222 of the second lead 22 is exposed from the sealing resin 50. This improves the heat dissipation performance of the semiconductor device A10.
  • the conductive member 30 contains copper. This reduces the electrical resistance of the conductive member 30 compared to wire containing aluminum. This is advantageous for passing a larger current through the semiconductor element 10.
  • FIG. 17 shows a view through the sealing resin 50.
  • the sealing resin 50 is shown by imaginary lines.
  • the configuration of the conductive member 30 in semiconductor device A20 differs from that in semiconductor device A10.
  • the first joint portion 31 of the conductive member 30 has a first engagement portion 312, a second engagement portion 313, a third engagement portion 314, and a fourth engagement portion 315 that are spaced apart from one another.
  • the first engagement portion 312, the second engagement portion 313, the third engagement portion 314, and the fourth engagement portion 315 are each provided on the first joint surface 311 of the first joint portion 31.
  • the first engagement portion 312, the second engagement portion 313, the third engagement portion 314, and the fourth engagement portion 315 overlap the first portion 111, the second portion 112, the third portion 113, and the fourth portion 114 of the first electrode 11, respectively.
  • the area of the first engagement portion 312 is larger than the area of each of the second engagement portion 313, the third engagement portion 314, and the fourth engagement portion 315.
  • the configurations of the first engaging portion 312, second engaging portion 313, third engaging portion 314, and fourth engaging portion 315 of the conductive member 30 according to this embodiment can be configured to correspond to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 provided in the semiconductor device A10, as well as to correspond to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 provided in each of the semiconductor devices A11, A12, and A13 described above.
  • the semiconductor device A20 comprises a semiconductor element 10 having a first electrode 11, a conductive member 30 conductively bonded to the first electrode 11, and a first bonding layer 61 conductively bonding the first electrode 11 and the conductive member 30.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111 and a second portion 112 that are spaced apart in a direction perpendicular to the first direction z. As viewed in the first direction z, the area of the second portion 112 is smaller than the area of the first portion 111. Therefore, with this configuration, it is possible to suppress rotation of the conductive member 30 relative to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 even during manufacturing of the semiconductor device A20. Furthermore, because the semiconductor device A20 has a configuration similar to that of the semiconductor device A10, the semiconductor device A20 also achieves the effects associated with that configuration.
  • the conductive member 30 has a first engagement portion 312 and a second engagement portion 313 that are spaced apart from each other.
  • the first engagement portion 312 and the second engagement portion 313 are each provided on the first bonding surface 311.
  • the first engagement portion 312 overlaps the first portion 111 of the first electrode 11.
  • the second engagement portion 313 overlaps the second portion 112 of the first electrode 11.
  • the first engagement portion 312 and the second engagement portion 313 each contact the first bonding layer 61.
  • the first engagement portion 312 and the second engagement portion 313 each protrude from the first bonding surface 311. This configuration prevents excessive reduction in the dimension of the first bonding layer 61 in the first direction z. Furthermore, the contact area of the conductive member 30 with the first bonding layer 61 is further increased, improving the bonding strength of the conductive member 30 with the first electrode 11.
  • the first engagement portion 312 contacts the first portion 111 of the first electrode 11. This configuration makes the posture of the conductive member 30 more stable relative to the first electrode 11. In this case, it is preferable that the area of the first engagement portion 312 is larger than the area of the second engagement portion 313 when viewed in the first direction z, in order to more effectively stabilize the posture of the conductive member 30.
  • FIG. 19 shows the sealing resin 50 through which light is transmitted.
  • the sealing resin 50 is shown by imaginary lines.
  • the configuration of the conductive member 30 in semiconductor device A30 differs from that of the semiconductor device A20 described above.
  • the first bonding portion 31 of the conductive member 30 has a first engaging portion 312, a second engaging portion 313, a third engaging portion 314, and a fourth engaging portion 315 that are spaced apart from one another.
  • the first engaging portion 312, the second engaging portion 313, the third engaging portion 314, and the fourth engaging portion 315 each open from the first bonding surface 311 of the first bonding portion 31.
  • the first engaging portion 312, the second engaging portion 313, the third engaging portion 314, and the fourth engaging portion 315 each are recessed from the first bonding surface 311.
  • the first bonding layer 61 recesses into the first engaging portion 312, the second engaging portion 313, the third engaging portion 314, and the fourth engaging portion 315.
  • Figure 21 corresponds to Figure 19, which shows semiconductor device A30.
  • the transparent sealing resin 50 is shown with imaginary lines.
  • the configuration of the conductive member 30 differs from that of semiconductor device A30.
  • the first engaging portion 312, second engaging portion 313, third engaging portion 314, and fourth engaging portion 315 provided on the first joint portion 31 of the conductive member 30 each penetrate from the first joint surface 311 in the first direction z.
  • the configurations of the first engaging portion 312, second engaging portion 313, third engaging portion 314, and fourth engaging portion 315 of the conductive member 30 according to this embodiment can be configured to correspond to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 provided in the semiconductor device A10, as well as to correspond to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 provided in each of the semiconductor devices A11, A12, and A13 described above.
  • the semiconductor device A30 comprises a semiconductor element 10 having a first electrode 11, a conductive member 30 conductively bonded to the first electrode 11, and a first bonding layer 61 conductively bonding the first electrode 11 and the conductive member 30.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111 and a second portion 112 that are spaced apart in a direction perpendicular to the first direction z. As viewed in the first direction z, the area of the second portion 112 is smaller than the area of the first portion 111. Therefore, with this configuration, it is possible to suppress rotation of the conductive member 30 relative to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 even during the manufacture of the semiconductor device A30. Furthermore, because the semiconductor device A30 has a configuration similar to that of the semiconductor device A10, the semiconductor device A30 also achieves the effects associated with that configuration.
  • the first engagement portion 312 and second engagement portion 313 provided on the first bonding surface 311 of the conductive member 30 each open from the first bonding surface 311.
  • the first bonding layer 61 penetrates into the first engagement portion 312 and second engagement portion 313, further increasing the contact area of the conductive member 30 with the first bonding layer 61.
  • an anchor effect is exerted on the first bonding layer 61 with respect to the conductive member 30, improving the bonding strength of the conductive member 30 to the first electrode 11.
  • FIG. 23 shows the sealing resin 50 in perspective.
  • the transparent sealing resin 50 is shown by imaginary lines.
  • the configuration of the conductive member 30 in semiconductor device A40 differs from that in semiconductor device A10.
  • the first bonding portion 31 of the conductive member 30 has a plurality of grooves 316.
  • the plurality of grooves 316 are recessed from the first bonding surface 311 of the first bonding portion 31.
  • the first bonding surface 311 includes a first region 311A, a second region 311B, a third region 311C, and a fourth region 311D that are spaced apart from one another.
  • the first region 311A, the second region 311B, the third region 311C, and the fourth region 311D are separated from one another by the plurality of grooves 316.
  • the first region 311A, the second region 311B, the third region 311C, and the fourth region 311D overlap the first portion 111, the second portion 112, the third portion 113, and the fourth portion 114 of the first electrode 11, respectively.
  • the semiconductor device A40 comprises a semiconductor element 10 having a first electrode 11, a conductive member 30 conductively bonded to the first electrode 11, and a first bonding layer 61 conductively bonding the first electrode 11 and the conductive member 30.
  • the first electrode 11 includes a first portion 111 and a second portion 112 that are spaced apart in a direction perpendicular to the first direction z. As viewed in the first direction z, the area of the second portion 112 is smaller than the area of the first portion 111. Therefore, with this configuration, it is possible to suppress rotation of the conductive member 30 relative to the first electrode 11 of the semiconductor element 10 even during the manufacture of the semiconductor device A40. Furthermore, because the semiconductor device A40 has a configuration similar to that of the semiconductor device A10, the semiconductor device A40 also achieves the effects associated with this configuration.
  • the first bonding surface 311 of the conductive member 30 includes a first region 311A and a second region 311B that are spaced apart from each other.
  • the first region 311A overlaps the first portion 111 of the first electrode 11.
  • the second region 311B overlaps the second portion 112 of the first electrode 11.
  • Appendix 1 a semiconductor element (10) having a first electrode (11) located on one side in a first direction; a conductive member (30) conductively joined to the first electrode (11); a first bonding layer (61) that electrically connects the first electrode (11) and the conductive member (30);
  • the first electrode (11) includes a first portion (111) and a second portion (112) spaced apart from each other in a direction perpendicular to the first direction;
  • a semiconductor device (A10) in which, when viewed in the first direction, the area of the second portion (112) is smaller than the area of the first portion (111).
  • the first electrode (11) includes a third portion (113) spaced apart from each of the first portion (111) and the second portion (112) in a direction perpendicular to the first direction,
  • the semiconductor device (A10) according to Appendix 2 wherein the area of the third portion (113) is smaller than the area of the first portion (111) when viewed in the first direction.
  • the first portion (111) has a main portion (111A) and a first convex portion (111B) that protrudes from the main portion (111A) in a direction perpendicular to the first direction,
  • the first electrode (11) includes a fourth portion (114) spaced apart from each of the first portion (111), the second portion (112), and the third portion (113) in a direction perpendicular to the first direction,
  • the first portion (111) has a second protrusion (111C) protruding from the main portion (111A) in a direction perpendicular to the first direction,
  • the direction in which the second convex portion (111C) protrudes is different from the direction in which the first convex portion (111B) protrudes
  • Appendix 7 The semiconductor device (A11) described in Appendix 3, wherein the third portion (113) is located on the opposite side of the second portion (112) across the first portion (111) in a second direction perpendicular to the first direction.
  • Appendix 8 The semiconductor device (A11) according to Appendix 7, wherein each of the second portion (112) and the third portion (113) extends in a third direction perpendicular to each of the first direction and the second direction.
  • Appendix 9 The semiconductor device (A11) according to Appendix 8, wherein the dimension of the third portion (113) in the third direction is smaller than the dimension of the second portion (112) in the third direction.
  • the first electrode (11) includes a fourth portion (114) located on one side of the first portion (111) in the third direction, the fourth portion (114) is spaced apart from each of the first portion (111), the second portion (112), and the third portion (113) in a direction perpendicular to the first direction; When viewed in the first direction, the area of the fourth portion (114) is smaller than the area of the first portion (111), The semiconductor device (A12) according to Appendix 8, wherein the fourth portion (114) extends in the second direction. Appendix 11. The semiconductor device (A12) according to Appendix 10, wherein, when viewed in the second direction, the fourth portion (114) overlaps each of the second portion (112) and the third portion (113). Appendix 12.
  • Appendix 13 A semiconductor device (A10, A11, A12, A13) described in any one of Appendix 2 to 12, wherein, when viewed in the first direction, at least one of the first portion (111) and the second portion (112) is located outward from the conductive member (30). Appendix 14.
  • the conductive member (30) has a first bonding surface (311) facing each of the first portion (111) and the second portion (112),
  • the semiconductor device (A10, A20, A30, A40) according to any one of appendixes 2 to 12, wherein the first bonding surface (311) is in contact with the first bonding layer (61).
  • the conductive member (30) has a first engaging portion (312) and a second engaging portion (313) that are spaced apart from each other, Each of the first engaging portion (312) and the second engaging portion (313) is provided on the first joining surface (311), When viewed in the first direction, the first engagement portion (312) overlaps with the first portion (111), When viewed in the first direction, the second engagement portion (313) overlaps with the second portion (112),
  • the semiconductor device (A20, A30) according to Appendix 14, wherein each of the first engaging portion (312) and the second engaging portion (313) is in contact with the first bonding layer (61). Appendix 16.
  • the first joining surface (311) includes a first region (311A) and a second region (311B) that are spaced apart from each other; When viewed in the first direction, the first region (311A) overlaps the first portion (111), The semiconductor device (A40) according to Appendix 14, wherein, when viewed in the first direction, the second region (311B) overlaps the second portion (112).
  • Appendix 20 First lead (21) and and a sealing resin (50) that covers the semiconductor element (10) and the conductive member (30), The conductive member (30) is conductively joined to the first lead (21), The semiconductor device (A10, A20, A30, A40) according to Appendix 14, wherein the first lead (21) is exposed from the sealing resin. Appendix 21.
  • Appendix 24 is
  • the conductive member (30) has a groove (316) recessed from the first joint surface (311),
  • Each of the first portion (111) and the second portion (112) has a base portion (11A) and a protective portion (11B) that covers the base portion (11A),
  • the protective portion (11B) is a conductor containing silver in its composition,
  • the semiconductor element (10) has a protective layer (14) surrounding each of the first portion (111) and the second portion (112) when viewed in the first direction,
  • the protective layer (14) is an insulator,
  • a second lead (22) on which the semiconductor element (10) is mounted The semiconductor element (10) has a second electrode (12) located on the opposite side to the first electrode (11) in the first direction, The second electrode (12) is conductively connected to the second lead (22), The second lead (22) has a back surface (222) facing the opposite side to the side on which the semiconductor element (10) is located in the first direction,
  • the semiconductor element (10) has a third electrode (13) located on the same side as the first electrode (11) in the first direction,
  • A10 to A40 semiconductor device 10: semiconductor element 11: first electrode 11A: base 11B: protective portion 111 to 114: first portion to fourth portion 111A: main portion 111B, 111C: first convex portion, second convex portion 12, 13: second electrode, third electrode 19: conductive bonding layer 21: first lead 211: first connection surface 212: first mounting surface 213: first end surface 214: first protrusion 214A: intermediate surface 214B: exposed surface 22: second lead 221: mounting surface 222: back surface 223: second end surface 224: second protrusion 224A: intermediate surface 224B: exposed surface 23: third lead 231: second connection surface 232: second mounting surface 233: Third end surface 234: Third overhang portion 224A: Intermediate surface 224B: Exposed surface 30: Conductive member 31: First joint portion 311: First joint surface 311A to 311D: First region to fourth region 312 to 315: First engaging portion to fourth engaging portion 316; Groove 32: Second joint portion 321: Second

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

半導体装置は、半導体素子と、導通部材と、第1接合層とを備える。前記半導体素子は、第1方向の一方側に位置する第1電極を有している。前記導通部材は、前記第1電極に導電接合されている。前記第1接合層は、前記第1電極と前記導通部材とを導電接合する。前記第1電極は、前記第1方向に対して直交する方向において互いに離れた第1部および第2部を含む。前記第1方向に視て、前記第2部の面積は、前記第1部の面積より小さい。

Description

半導体装置
 本開示は、半導体装置に関する。
 特許文献1には、導体層に複数の半導体素子が接合された半導体装置(パワーモジュール)の一例が開示されている。当該半導体装置は、導体層と複数の半導体素子とに接合された複数の接続金属部材(導通部材)を備える。これにより、複数の半導体素子により大きな電流を流すことができる。
 特許文献1に開示されている半導体装置の製造の際、複数の接続金属部材のいずれかが、その接合対象となる半導体素子の電極に対して回転することがある。接続金属部材が回転すると、半導体素子の電極と当該接続金属部材との界面にせん断応力が発生する。回転に伴う接続金属部材の変位が大きくなると、当該せん断応力がより大きくなる。これにより、当該せん断応力が半導体素子により集中するため、当該半導体素子に亀裂が発生するなどの不具合が生じるおそれがある。
特開2016-162773号公報
[概要]
 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を一の課題とする。特に本開示は、上記事情に鑑み、装置の製造の際、半導体素子の電極に対する導通部材の回転を抑制することが可能な半導体装置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、第1方向の一方側に位置する第1電極を有する半導体素子と、前記第1電極に導電接合された導通部材と、前記第1電極と前記導通部材とを導電接合する第1接合層とを備える。前記第1電極は、前記第1方向に対して直交する方向において互いに離れた第1部および第2部を含む。前記第1方向に視て、前記第2部の面積は、前記第1部の面積より小さい。
 本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
図1は、本開示の第1実施形態に係る半導体装置の平面図であり、封止樹脂を透過している。 図2は、図1に対応する平面図であり、導通部材、第1接合層および第2接合層をさらに透過している。 図3は、図1に示す半導体装置の底面図である。 図4は、図1に示す半導体装置の右側面図である。 図5は、図1に示す半導体装置の背面図である。 図6は、図1のVI-VI線に沿う断面図である。 図7は、図1のVII-VII線に沿う断面図である。 図8は、図1のVIII-VIII線に沿う断面図である。 図9は、図8の部分拡大図である。 図10は、図1に示す半導体装置の第1変形例に係る平面図であり、図2に対応している。 図11は、図10のXI-XI線に沿う断面図である。 図12は、図1に示す半導体装置の第2変形例に係る平面図であり、図2に対応している。 図13は、図12のXIII-XIII線に沿う断面図である。 図14は、図12のXIV-XIV線に沿う断面図である。 図15は、図1に示す半導体装置の第3変形例に係る平面図であり、図2に対応している。 図16は、図15のXVI-XVI線に沿う断面図である。 図17は、本開示の第2実施形態に係る半導体装置の平面図であり、封止樹脂を透過している。 図18は、図17のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。 図19は、本開示の第3実施形態に係る半導体装置の平面図であり、封止樹脂を透過している。 図20は、図19のXX-XX線に沿う断面図である。 図21は、図19に示す半導体装置の変形例に係る平面図であり、図19に対応している。 図22は、図21のXXII-XXII線に沿う断面図である。 図23は、本開示の第4実施形態に係る半導体装置の平面図であり、封止樹脂を透過している。 図24は、図23のXXIV-XXIV線に沿う断面図である。 図25は、図23のXXV-XXV線に沿う断面図である。
[詳細な説明]
 本開示の詳細について、添付図面に基づき説明する。
 第1実施形態:
 図1~図9に基づき、本開示の第1実施形態に係る半導体装置A10について説明する。半導体装置A10は、たとえばDC-DCコンバータといった、電力変換回路を備える電子機器などに使用される。半導体装置A10は、半導体素子10、導電接合層19、第1リード21、第2リード22、第3リード23、導通部材30、第1接合層61、第2接合層62、ワイヤ40および封止樹脂50を備える。ここで、図1は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図2は、理解の便宜上、図1に対して導通部材30、第1接合層61および第2接合層62をさらに透過している。図1および図2では、透過した封止樹脂50を想像線(二点鎖線)で示している。図2では、透過した導通部材30を想像線で示している。
 半導体装置A10の説明においては、便宜上、後述する第2リード22の搭載面221の法線方向を「第1方向z」と呼ぶ。第1方向zに対して直交する方向を「第2方向x」と呼ぶ。第1方向zおよび第2方向xの各々に対して直交する方向を「第3方向y」と呼ぶ。
 半導体素子10は、図1、図2、図6~図8に示すように、第2リード22に搭載されている。半導体素子10は、たとえばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。この他、半導体素子10は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子や、ダイオードでもよい。半導体装置A10の説明においては、半導体素子10は、nチャネル型であり、かつ縦型構造のMOSFETを対象とする。半導体素子10は、化合物半導体基板を含む。当該化合物半導体基板の組成は、炭化ケイ素(SiC)を含む。図2、および図6~図8に示すように、半導体素子10は、第1電極11、第2電極12、第3電極13および保護層14を有する。
 図6~図8に示すように、第1電極11は、第1方向zの一方側に位置する。第1電極11には、半導体素子10により変換された後の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第1電極11は、半導体素子10のソースに相当する。
 図2、図6および図8に示すように、第1電極11は、第1方向zに対して直交する方向において互いに離れた第1部111、第2部112、第3部113および第4部114を含む。第1方向zに視て、第2部112、第3部113および第4部114の各々は、第1部111よりも外方に位置する。第1方向zに視て、第2部112、第3部113および第4部114の各々の面積は、第1部111の面積より小さい。第2部112、第3部113および第4部114の各々の面積は、第1部111の面積の50%以下である。図1に示すように、第1部111、第2部112、第3部113および第4部114の各々は、導通部材30よりも外方にはみ出した部分を含む。
 図2、図6および図8に示すように、第1部111は、主部111A、第1凸部111Bおよび第2凸部111Cを有する。第1凸部111Bは、第3方向yにおいて主部111Aを基準として第1リード21とは反対側に位置する。第1凸部111Bは、主部111Aから第3方向yに突出している。第2凸部111Cは、第2方向xにおいて主部111Aを基準として第3電極13とは反対側に位置する。第2凸部111Cは、主部111Aから第2方向xに突出している。したがって、第2凸部111Cが突出する方向は、第1凸部111Bが突出する方向とは異なる。第1方向zに視て、第1凸部111Bおよび第2凸部111Cの各々の面積は、主部111Aの面積より小さい。
 図2および図8に示すように、第2部112および第3部113は、第2方向xにおいて第1部111の第1凸部111Bを間に挟んで、互いに反対側に位置する。
 図6~図8に示すように、第2電極12は、第1方向zにおいて第1電極11とは反対側に位置しており、かつ第2リード22に対向している。第2電極12には、半導体素子10により変換される前の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第2電極12は、半導体素子10のドレインに相当する。
 図2に示すように、第3電極13は、第1方向zにおいて第1電極11と同じ側に位置する。第3電極13は、第3方向yにおいて第1電極11の第1部111の主部111Aを基準として、第1電極11の第3部113とは反対側に位置する。第3電極13には、半導体素子10を駆動するためのゲート電圧が印加される。第1方向zに視て、第3電極13の面積は、第1電極11の第1部111の面積より小さい。
 図2および図9に示すように、保護層14は、第1方向zにおいて第1電極11と同じ側に位置する。第1方向zに視て、保護層14は、第1電極11の第1部111、および第1電極11の第2部112の各々を囲んでいる。保護層14は、絶縁体である。保護層14は、封止樹脂50に接している。保護層14は、たとえばポリイミドを含む材料からなる。
 図9に示すように、第1電極11の第1部111および第2部112の各々は、基部11Aおよび保護部11Bを有する。保護部11Bは、基部11Aを覆っている。保護部11Bのうち基部11Aを覆う部分の第1方向zの寸法は、基部11Aの第1方向zの寸法より小さい。第1部111および第2部112の各々の基部11Aの一部は、保護層14に覆われている。基部11Aの組成は、たとえばアルミニウム(A1)を含む。保護部11Bは、複数の金属層を含む。当該複数の金属層は、基部11Aに近い順からチタン(Ti)層、ニッケル(Ni)層、銀(Ag)層の順に積層されている。したがって、保護部11Bは、組成に銀を含む導体である。保護部11Bは、第1接合層61および封止樹脂50に接している。保護部11Bは、保護層14の一部を覆っている。
 第1リード21、第2リード22および第3リード23は、導通部材30とともに半導体装置A10の導電経路をなす。第1リード21、第2リード22および第3リード23は、同一のリードフレームから構成されている。当該リードフレームは、銅(Cu)、または銅合金である。このため、第1リード21、第2リード22および第3リード23の各々の組成は、銅を含む。
 第1リード21は、図1および図2に示すように、第3方向yの一方側に位置する。第1リード21は、導通部材30を介して半導体素子10の第1電極11に導通している。したがって、第1リード21は、半導体装置A10のソース端子をなす。図1~図3に示すように、第1リード21は、第1接続面211、第1実装面212、複数の第1端面213および第1張出部214を有する。
 図6に示すように、第1接続面211は、第1方向zにおいて導通部材30に対向する側を向く。第1接続面211の上には、ニッケル、または銀などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
 図6に示すように、第1実装面212は、第1方向zにおいて第1接続面211とは反対側を向く。図3に示すように、第1実装面212は、封止樹脂50から露出している第1実装面212の上には、錫(Sn)などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
 図2および図6に示すように、複数の第1端面213は、第3方向yにおいて半導体素子10が位置する側とは反対側を向く。複数の第1端面213は、第1接続面211および第1実装面212につながっている。複数の第1端面213は、第2方向xに沿って配列されている。図4に示すように、複数の第1端面213は、封止樹脂50から露出している。
 図3および図6に示すように、第1張出部214は、第1方向zに視て第1実装面212から第1方向zに対して直交する方向に張り出している。第1接続面211の一部は、第1張出部214に含まれる。
 第1張出部214は、中間面214Aおよび露出面214Bを含む。図6に示すように、中間面214Aは、第1方向zにおいて第1接続面211とは反対側を向く。中間面214Aは、第1方向zにおいて第1接続面211と第1実装面212との間に位置する。中間面214Aは、封止樹脂50に接している。露出面214Bは、第1接続面211および中間面214Aにつながり、かつ第2方向xを向く。露出面214Bは、封止樹脂50から露出している。露出面214Bの面積は、複数の第1端面213の各々の面積より小さい。
 第2リード22は、図1および図2に示すように、第3方向yにおいて第1リード21および第3リード23の各々から離れている。第2リード22は、半導体素子10の第2電極12に導通している。したがって、第2リード22は、半導体装置A10のドレイン端子をなす。図1~図3に示すように、第2リード22は、搭載面221、裏面222、複数の第2端面223、および第2張出部224を有する。
 図6に示すように、搭載面221は、第1方向zにおいて第1リード21の第1接続面211と同じ側を向く。搭載面221の第1方向zの位置は、第1リード21の第1接続面211の第1方向zの位置に等しい。搭載面221には、半導体素子10が搭載されている。搭載面221の上には、ニッケル、または銀などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
 図6~図8に示すように、裏面222は、第1方向zにおいて半導体素子10が位置する側とは反対側を向く。図3に示すように、裏面222は、封止樹脂50から露出している。第1方向zに視て、裏面222は、半導体素子10に重なっている。裏面222の上には、錫などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
 図1および図2に示すように、複数の第2端面223の各々は、第3方向yにおいて第1リード21の第1端面213の各々とは反対側を向く。複数の第2端面223は、搭載面221および裏面222につながっている。複数の第2端面223は、第2方向xに沿って配列されている。図6に示すように、複数の第2端面223は、封止樹脂50から露出している。
 図3、図6および図7に示すように、第2張出部224は、第1方向zに視て裏面222から第1方向zに対して直交する方向に張り出している。搭載面221の一部は、第2張出部224に含まれる。
 図7に示すように、第2張出部224は、中間面224A、および一対の露出面224Bを含む。中間面224Aは、第1方向zにおいて搭載面221とは反対側を向く。中間面224Aは、第1方向zにおいて搭載面221と裏面222との間に位置する。中間面224Aは、封止樹脂50に接している。一対の露出面224Bは、第2方向xにおいて互いに反対側を向く。一対の露出面224Bの各々は、搭載面221および中間面224Aにつながっている。一対の露出面224Bの各々は、封止樹脂50から露出している。一対の露出面224Bの各々の面積は、複数の第2端面223の各々の面積より小さい。
 導電接合層19は、図6~図8に示すように、第2リード22の搭載面221と、半導体素子10の第2電極12との間に位置する。導電接合層19は、搭載面221および第2電極12に接している。導電接合層19は、第2リード22と第2電極12とを導電接合する。これにより、第2リード22は、第2電極12に導通している。導電接合層19の組成は、錫を含む。導電接合層19は、ハンダである。
 第3リード23は、図1および図2に示すように、第2方向xにおいて第1リード21から離れている。第3リード23は、半導体素子10の第3電極13に導通している。したがって、第3リード23は、半導体装置A10のゲート端子をなす。図1~図3に示すように、第3リード23は、第2接続面231、第2実装面232、第3端面233および第3張出部234を有する。
 図2に示すように、第2接続面231は、第1方向zにおいて第1リード21の第1接続面211と同じ側を向く。第2接続面231の第1方向zの位置は、第1リード21の第1接続面211の第1方向zの位置に等しい。第2接続面231の上には、ニッケル、または銀などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
 図3に示すように、第2実装面232は、第1方向zにおいて第2接続面231とは反対側を向く。図3に示すように、第2実装面232は、封止樹脂50から露出している。第1実装面212の上には、錫などを組成に含むめっき層を設けてもよい。
 図1および図2に示すように、第3端面233は、第3方向yにおいて第1リード21の複数の第1端面213の各々と同じ側を向く。第3端面233は、第2接続面231および第2実装面232につながっている。図4に示すように、第3端面233は、封止樹脂50から露出している。
 図3に示すように、第3張出部234は、第1方向zに視て第2実装面232から第1方向zに対して直交する方向に張り出している。第2接続面231の一部は、第3張出部234に含まれる。
 第3張出部234は、中間面234Aおよび露出面234Bを含む。中間面234Aは、第1方向zにおいて第2接続面231とは反対側を向く。中間面234Aは、第1方向zにおいて第2接続面231と第2実装面232との間に位置する。中間面234Aは、封止樹脂50に接している。露出面234Bは、第2接続面231および中間面234Aにつながり、かつ第2方向xを向く。図1および図2に示すように、露出面234Bは、第2方向xにおいて第1リード21の露出面214Bが向く側とは反対側を向く。図5に示すように、露出面234Bは、封止樹脂50から露出している。露出面234Bの面積は、第3端面233の面積より小さい。
 導通部材30は、半導体素子10の第1電極11と、第1リード21とに導電接合されている。これにより、第1リード21は、第1電極11に導通している。導通部材30の組成は、銅を含む。導通部材30は、金属クリップである。図1および図6に示すように、導通部材30は、第1リード21と第2リード22との間を跨いでいる。第1方向zに視て、導通部材30は、半導体素子10の第3電極13から離れている。導通部材30は、第1接合部31、第2接合部32および中間部33を有する。
 図6~図8に示すように、第1接合部31は、半導体素子10の第1電極11に対向している。図1に示すように、第1接合部31の全体が、第2リード22の搭載面221に重なっている。第1接合部31は、第1接合面311を有する。第1接合面311は、第1電極11の第1部111、第2部112、第3部113および第4部114の各々に対向している。
 図6に示すように、第2接合部32は、第1リード21の第1接続面211に対向している。第2接合部32は、第1方向zに起立している。第2接合部32は、第2接合面321を有する。第2接合面321は、第1接続面211に対向するとともに、第1接続面211に接している。
 図1および図6に示すように、中間部33は、第3方向yにおいて第1接合部31と第2接合部32との間に位置する。中間部33は、第1接合部31と第2接合部32とを連結している。中間部33は、第1リード21と第2リード22との間を跨いでいる。
 第1接合層61は、図1、および図6~図8に示すように、半導体素子10の第1電極11と、導通部材30の第1接合部31とを導電接合する。第1電極11の第1部111、第2部112、第3部113および第4部114の各々と、第1接合部31の第1接合面311とは、第1接合層61に接している。第1接合層61の組成は、錫を含む。第1接合層61は、ハンダである。
 第2接合層62は、図1および図6に示すように、第1リード21と、導通部材30の第2接合部32とを導電接合する。第1リード21の第1接続面211と、第2接合部32とは、第2接合層62に接している。第1方向zに視て、第2接合層62は、第2接合部32の第2接合面321を囲んでいる。第2接合層62の組成は、錫を含む。第2接合層62は、ハンダである。
 ワイヤ40は、図1に示すように、半導体素子10の第3電極13と、第3リード23の第2接続面231とに導電接合されている。これにより、第3リード23は、第3電極13に導通している。ワイヤ40の組成は、金(Au)を含む。この他、ワイヤ40の組成は、アルミニウムを含む場合や、銅を含む場合でもよい。
 封止樹脂50は、図6~図8に示すように、半導体素子10および導通部材30を覆っている。さらに封止樹脂50は、第1リード21、第2リード22および第3リード23の各々の一部と、ワイヤ40とを覆っている。封止樹脂50は、電気絶縁性を有する。封止樹脂50は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を含む材料からなる。封止樹脂50は、頂面51、底面52、第1側面53、第2側面54、第3側面55、第4側面56、および一対の第5側面57を有する。
 図6~図8に示すように、頂面51は、第1方向zにおいて第2リード22の搭載面221と同じ側を向く。底面52は、第1方向zにおいて頂面51とは反対側を向く。図3に示すように、底面52から第1リード21の第1実装面212、第2リード22の裏面222、および第3リード23の第2実装面232が露出している。
 図3、図5および図6に示すように、第1側面53は、第3方向yの一方側を向く。第1側面53は、底面52につながっている。図4に示すように、第1側面53から、第1リード21の複数の第1端面213、および第3リード23の第3端面233が露出している。第2側面54は、第3方向yにおいて第1側面53と同じ側を向く。第2側面54は、第1方向zにおいて第1側面53を基準として底面52とは反対側に位置する。第2側面54は、頂面51につながっている。第1方向zに視て、第2側面54は、第1側面53よりも外方に位置する。
 図3、図5および図6に示すように、第3側面55は、第3方向yにおいて第1側面53とは反対側を向く。第3側面55は、底面52につながっている。第3側面55から、第2リード22の複数の第2端面223が露出している。第4側面56は、第3方向yにおいて第3側面55と同じ側を向く。第4側面56は、第1方向zにおいて第3側面55を基準として底面52とは反対側に位置する。第4側面56は、頂面51につながっている。第1方向zに視て、第4側面56は、第3側面55よりも外方に位置する。
 図3、図4、図7および図8に示すように、一対の第5側面57は、第2方向xにおいて互いに反対側を向く。一対の第5側面57の各々は、頂面51および底面52につながっている。一対の第5側面57から、第2リード22の一対の露出面224Bが個別に露出している。一対の第5側面57のうち一方の第5側面57から、第1リード21の露出面214Bが露出している。一対の第5側面57のうち他方の第5側面57から、第3リード23の露出面234Bが露出している。露出面214B、一対の露出面224B、および露出面234Bの各々は、一対の第5側面57のいずれかと面一である。
 次に、図10および図11に基づき、半導体装置A10の第1変形例である半導体装置A11について説明する。ここで、図10は、半導体装置A10を示す図2に対応している。図10では、透過した導通部材30および封止樹脂50の各々を想像線で示している。
 半導体装置A11においては、半導体素子10の第1電極11の構成が、半導体装置A10の当該構成と異なる。図10および図11に示すように、第1電極11は、第1部111、第2部112および第3部113を含む。第2部112および第3部113は、第2方向xにおいて第1部111を間に挟んで互いに反対側に位置する。第2部112および第3部113の各々は、第3方向yに延びている。第3部113の第3方向yの寸法は、第2部112の第3方向yの寸法より小さい。
 次に、図12~図14に基づき、半導体装置A10の第2変形例である半導体装置A12について説明する。ここで、図12は、半導体装置A10を示す図2に対応している。図12では、透過した導通部材30および封止樹脂50の各々を想像線で示している。
 半導体装置A12においては、半導体素子10の第1電極11の構成が、半導体装置A10の当該構成と異なる。図12に示すように、第1電極11は、第1部111、第2部112、第3部113および第4部114を含む。第2部112および第3部113は、第2方向xにおいて第1部111を間に挟んで互いに反対側に位置する。第2部112および第3部113の各々は、第3方向yに延びている。第3部113の第3方向yの寸法は、第2部112の第3方向yの寸法より小さい。
 図12および図13に示すように、第4部114は、第1部111の第3方向yの一方側に位置する。第4部114は、第3方向yにおいて第1部111を基準として第1リード21とは反対側に位置する。第4部114は、第2方向xに延びている。図14に示すように、第2方向xに視て、第4部114は、第2部112および第3部113の各々に重なっている。
 次に、図15および図16に基づき、半導体装置A10の第3変形例である半導体装置A13について説明する。ここで、図15は、半導体装置A10を示す図2に対応している。図10では、透過した導通部材30および封止樹脂50の各々を想像線で示している。
 半導体装置A13においては、半導体素子10の第1電極11の構成が、半導体装置A10の当該構成と異なる。図15および図16に示すように、第1電極11は、第1部111および第2部112を含む。第1方向zに視て、第2部112は、第1部111に囲まれている。
 次に、半導体装置A10の作用効果について説明する。
 半導体装置A10は、第1電極11を有する半導体素子10と、第1電極11に導電接合された導通部材30と、第1電極11と導通部材30とを導電接合する第1接合層61とを備える。第1電極11は、第1方向zに対して直交する方向において互いに離れた第1部111および第2部112を含む。第1方向zに視て、第2部112の面積は、第1部111の面積より小さい。本構成をとることにより、半導体装置A10の製造において導通部材30を第1電極11に導電接合する際、第1接合層61と第1部111との界面と、第1接合層61と第2部112との界面とは、第1方向zに対して直交する方向に互いに離れた状態となる。これにより、第1部111に接する第1接合層61の部分と、第2部112に接する第1接合層61の部分との各々に、セルフアライメントが作用する。したがって、導通部材30が第1方向zの回りに回転しようとすると、当該回転の向きとは逆回りの向きの回転抑止力が導通部材30に作用する。したがって、本構成によれば、半導体装置A10の製造の際、半導体素子10の第1電極11に対する導通部材30の回転を抑制することが可能となる。
 第1方向zに視て、第1電極11の第2部112は、第1電極11の第1部111よりも外方に位置する。本構成をとることにより、第1接合層61のセルフアライメントに起因した導通部材30に作用する回転抑止力の増加を図ることができる。
 半導体装置A10および半導体装置A12においては、第1方向zに視て、第1電極11の第1部111の周囲に第1電極11の第2部112、第3部113および第4部114が位置する。本構成は、導通部材30に作用する回転抑止力の増加を図る上で好ましい。
 第1電極11の第1部111および第2部112の各々は、基部11Aおよび保護部11Bを有する。保護部11Bは、組成に銀を含む導体である。保護部11Bは、第1接合層61および封止樹脂50に接している。本構成をとることにより、溶融した第1接合層61に起因した熱衝撃から基部11Aを保護しつつ、半導体素子10に対する封止樹脂50の剥離を抑制できる。
 半導体素子10は、第1方向zに視て第1電極11の第1部111および第2部112の各々を囲む保護層14を有する。保護層14は、絶縁体である。本構成をとることにより、溶融状態の第1接合層61の流動が保護層14により規制される。これにより、第1接合層61と第1部111との界面と、第1接合層61と第2部112との界面とが、より確実に互いに離れた状態となる。これにより、導通部材30に作用する回転抑止力がより確実に発現する。
 半導体装置A10は、第1リード21、第2リード22、導電接合層19および第2接合層62をさらに備える。導電接合層19、第1接合層61および第2接合層62の各々の組成は、錫を含む。本構成をとることにより、導電接合層19、第1接合層61および第2接合層62の各々の融点を比較的低く設定しつつ、これらの融点を互いにほぼ等しくできる。これにより、半導体装置A10の製造の際、半導体素子10を第2リード22に接合するのと同時に、導通部材30を半導体素子10の第1電極11と、第1リード21とに導電接合することができる。
 半導体装置A10は、封止樹脂50をさらに備える。第1リード21は、第3方向yにおいて半導体素子10が位置する側とは反対側を向く第1端面213を有する。第1端面213は、封止樹脂50から露出している。本構成をとることにより、半導体装置A10を配線基板に実装する際、ハンダが第1リード21の第1実装面212と第1端面213に接触する。これにより、第1端面213を覆うハンダフィレットが形成される。したがって、配線基板に対する半導体装置A10の実装強度の向上を図ることができる。
 第2リード22の裏面222は、封止樹脂50から露出している。これにより、半導体装置A10の放熱性が向上する。
 導通部材30の組成は、銅を含む。これにより、アルミニウムを組成に含むワイヤと比較して、導通部材30の電気抵抗を低減させることができる。このことは、半導体素子10により大きな電流を流すことに好適である。
 第2実施形態:
 図17および図18に基づき、本開示の第2実施形態に係る半導体装置A20について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図17は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図17では、透過した封止樹脂50を想像線で示している。
 半導体装置A20は、導通部材30の構成が半導体装置A10の当該構成と異なる。
 図17に示すように、導通部材30の第1接合部31は、互いに離れた第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315を有する。第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々は、第1接合部31の第1接合面311に設けられている。第1方向zに視て、第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315は、それぞれ第1電極11の第1部111、第2部112、第3部113および第4部114に重なっている。第1方向zに視て、第1係合部312の面積は、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々の面積より大きい。
 図18に示すように、第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々は、第1接合部31の第1接合面311から突出している。第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315は、それぞれ第1電極11の第1部111、第2部112、第3部113および第4部114に接している。第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々は、第1接合層61に接している。
 本実施形態に係る導通部材30の第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の構成は、半導体装置A10が具備する半導体素子10の第1電極11に対応した構成の他、先述した半導体装置A11、半導体装置A12および半導体装置A13の各々が具備する半導体素子10の第1電極11にそれぞれ対応した構成をとることができる。
 次に、半導体装置A20の作用効果について説明する。
 半導体装置A20は、第1電極11を有する半導体素子10と、第1電極11に導電接合された導通部材30と、第1電極11と導通部材30とを導電接合する第1接合層61とを備える。第1電極11は、第1方向zに対して直交する方向において互いに離れた第1部111および第2部112を含む。第1方向zに視て、第2部112の面積は、第1部111の面積より小さい。したがって、本構成によれば、半導体装置A20の製造の際にも、半導体素子10の第1電極11に対する導通部材30の回転を抑制することが可能となる。さらに半導体装置A20が半導体装置A10と同様の構成を具備することによって、半導体装置A20においても当該構成に係る作用効果を奏する。
 半導体装置A20においては、導通部材30は、互いに離れた第1係合部312および第2係合部313を有する。第1係合部312および第2係合部313の各々は、第1接合面311に設けられている。第1方向zに視て、第1係合部312は、第1電極11の第1部111に重なっている。第2係合部313は、第1電極11の第2部112に重なっている。第1係合部312および第2係合部313の各々は、第1接合層61に接している。本構成をとることにより、半導体装置A10の製造において導通部材30を第1電極11に導電接合する際、溶融した第1接合層61のセルフアライメントに起因した導通部材30に作用する回転抑止力がより増加する。これにより、第1電極11に対する導通部材30の回転を効果的に抑制できる。
 半導体装置A20においては、第1係合部312および第2係合部313の各々は、第1接合面311から突出している。本構成をとることにより、第1接合層61の第1方向zの寸法の過度な縮小が防止される。さらに、第1接合層61に対する導通部材30の接触面積がより拡大するため、第1電極11に対する導通部材30の接合強度が向上する。
 第1係合部312は、第1電極11の第1部111に接している。本構成をとることにより、第1電極11に対して導通部材30の姿勢がより安定する。この場合において、第1方向zに視て、第1係合部312の面積が第2係合部313の面積より大きいことが、導通部材30の姿勢をより効果的に安定させる上で好ましい。
 第3実施形態:
 図19および図20に基づき、本開示の第3実施形態に係る半導体装置A30について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図19は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図19では、透過した封止樹脂50を想像線で示している。
 半導体装置A30は、導通部材30の構成が、先述した半導体装置A20の当該構成と異なる。
 図19に示すように、半導体装置A20と同様に、導通部材30の第1接合部31は、互いに離れた第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315を有する。図20に示すように、第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々は、第1接合部31の第1接合面311から開口している。半導体装置A30においては、第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々は、第1接合面311から凹んでいる。第1接合層61は、第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々に陥入している。
 次に、図21および図22に基づき、半導体装置A30の変形例である半導体装置A31について説明する。ここで、図21は、半導体装置A30を示す図19に対応している。図21では、透過した封止樹脂50を想像線で示している。
 半導体装置A31においては、導通部材30の構成が半導体装置A30の当該構成と異なる。図20および図21に示すように、導通部材30の第1接合部31に設けられた第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の各々は、第1接合面311から第1方向zに貫通している。
 本実施形態に係る導通部材30の第1係合部312、第2係合部313、第3係合部314および第4係合部315の構成は、半導体装置A10が具備する半導体素子10の第1電極11に対応した構成の他、先述した半導体装置A11、半導体装置A12および半導体装置A13の各々が具備する半導体素子10の第1電極11にそれぞれ対応した構成をとることができる。
 次に、半導体装置A30の作用効果について説明する。
 半導体装置A30は、第1電極11を有する半導体素子10と、第1電極11に導電接合された導通部材30と、第1電極11と導通部材30とを導電接合する第1接合層61とを備える。第1電極11は、第1方向zに対して直交する方向において互いに離れた第1部111および第2部112を含む。第1方向zに視て、第2部112の面積は、第1部111の面積より小さい。したがって、本構成によれば、半導体装置A30の製造の際にも、半導体素子10の第1電極11に対する導通部材30の回転を抑制することが可能となる。さらに半導体装置A30が半導体装置A10と同様の構成を具備することによって、半導体装置A30においても当該構成に係る作用効果を奏する。
 半導体装置A30においては、導通部材30の第1接合面311に設けられた第1係合部312および第2係合部313の各々は、第1接合面311から開口している。本構成をとることにより、第1係合部312および第2係合部313の各々に第1接合層61が陥入するため、第1接合層61に対する導通部材30の接触面積がより拡大する。あわせて、導通部材30に対して第1接合層61に投錨効果(アンカー効果)が発現するため、第1電極11に対する導通部材30の接合強度が向上する。
 第4実施形態:
 図23~図25に基づき、本開示の第4実施形態に係る半導体装置A40について説明する。これらの図において、先述した半導体装置A10と同一、または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図23は、理解の便宜上、封止樹脂50を透過している。図23では、透過した封止樹脂50を想像線で示している。
 半導体装置A40は、導通部材30の構成が半導体装置A10の当該構成と異なる。
 図23~図25に示すように、導通部材30の第1接合部31は、複数の溝316を有する。複数の溝316は、第1接合部31の第1接合面311から凹んでいる。第1接合面311は、互いに離れた第1領域311A、第2領域311B、第3領域311Cおよび第4領域311Dを含む。第1領域311A、第2領域311B、第3領域311Cおよび第4領域311Dは、複数の溝316により互いに区画されている。第1方向zに視て、第1領域311A、第2領域311B、第3領域311Cおよび第4領域311Dは、それぞれ第1電極11の第1部111、第2部112、第3部113および第4部114に重なっている。
 次に、半導体装置A40の作用効果について説明する。
 半導体装置A40は、第1電極11を有する半導体素子10と、第1電極11に導電接合された導通部材30と、第1電極11と導通部材30とを導電接合する第1接合層61とを備える。第1電極11は、第1方向zに対して直交する方向において互いに離れた第1部111および第2部112を含む。第1方向zに視て、第2部112の面積は、第1部111の面積より小さい。したがって、本構成によれば、半導体装置A40の製造の際にも、半導体素子10の第1電極11に対する導通部材30の回転を抑制することが可能となる。さらに半導体装置A40が半導体装置A10と同様の構成を具備することによって、半導体装置A40においても当該構成に係る作用効果を奏する。
 半導体装置A40においては、導通部材30の第1接合面311は、互いに離れた第1領域311Aおよび第2領域311Bを含む。第1方向zに視て、第1領域311Aは、第1電極11の第1部111に重なっている。第1方向zに視て、第2領域311Bは、第1電極11の第2部112に重なっている。本構成をとることにより、半導体装置A40の製造において導通部材30を第1電極11に導電接合する際、第1接合層61と第1領域311Aとの界面と、第1接合層61と第2領域311Bとの界面とは、第1方向zに対して直交する方向に互いに離れた状態となる。これにより、第1部111に接する第1接合層61の部分と、第2部112に接する第1接合層61の部分との各々に作用するセルフアライメントがより増大する。したがって、導通部材30に作用する回転抑止力の増加を図ることができる。
 本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
 本開示は、以下の付記に記載した実施形態を含む。
 付記1.
 第1方向の一方側に位置する第1電極(11)を有する半導体素子(10)と、
 前記第1電極(11)に導電接合された導通部材(30)と、
 前記第1電極(11)と前記導通部材(30)とを導電接合する第1接合層(61)と、を備え、
 前記第1電極(11)は、前記第1方向に対して直交する方向において互いに離れた第1部(111)および第2部(112)を含み、
 前記第1方向に視て、前記第2部(112)の面積は、前記第1部(111)の面積より小さい、半導体装置(A10)。
 付記2.
 前記第1方向に視て、前記第2部(112)は、前記第1部(111)よりも外方に位置する、付記1に記載の半導体装置(A10)。
 付記3.
 前記第1電極(11)は、前記第1方向に対して直交する方向において前記第1部(111)および前記第2部(112)の各々から離れた第3部(113)を含み、
 前記第1方向に視て、前記第3部(113)の面積は、前記第1部(111)の面積より小さい、付記2に記載の半導体装置(A10)。
 付記4.
 前記第1部(111)は、主部(111A)と、前記主部(111A)から前記第1方向に対して直交する方向に突出した第1凸部(111B)と、を有し、
 前記第2部(112)および前記第3部(113)は、前記第1凸部(111B)を間に挟んで互いに反対側に位置する、付記3に記載の半導体装置(A10)。
 付記5.
 前記第1電極(11)は、前記第1方向に対して直交する方向において前記第1部(111)、前記第2部(112)および前記第3部(113)の各々から離れた第4部(114)を含み、
 前記第1方向に視て、前記第4部の面積(114)は、前記第1部(111)の面積より小さい、付記4に記載の半導体装置(A10)。
 付記6.
 前記第1部(111)は、前記主部(111A)から前記第1方向に対して直交する方向に突出した第2凸部(111C)を有し、
 前記第2凸部(111C)が突出する方向は、前記第1凸部(111B)が突出する方向と異なっており、
 前記第2部(112)および前記第4部(114)は、前記第2凸部(111C)を間に挟んで互いに反対側に位置する、付記5に記載の半導体装置(A10)。
 付記7.
 前記第3部(113)は、前記第1方向に対して直交する第2方向において前記第1部(111)を間に挟んで前記第2部(112)とは反対側に位置する、付記3に記載の半導体装置(A11)。
 付記8.
 前記第2部(112)および前記第3部(113)の各々は、前記第1方向および前記第2方向の各々に対して直交する第3方向に延びている、付記7に記載の半導体装置(A11)。
 付記9.
 前記第3部(113)の前記第3方向の寸法は、前記第2部(112)の前記第3方向の寸法より小さい、付記8に記載の半導体装置(A11)。
 付記10.
 前記第1電極(11)は、前記第1部(111)の前記第3方向の一方側に位置する第4部(114)を含み、
 前記第4部(114)は、前記第1方向に対して直交する方向において前記第1部(111)、前記第2部(112)および前記第3部(113)の各々から離れており、
 前記第1方向に視て、前記第4部(114)の面積は、前記第1部(111)の面積より小さく、
 前記第4部(114)は、前記第2方向に延びている、付記8に記載の半導体装置(A12)。
 付記11.
 前記第2方向に視て、前記第4部(114)は、前記第2部(112)および前記第3部(113)の各々に重なっている、付記10に記載の半導体装置(A12)。
 付記12.
 前記第1方向に視て、前記第2部(112)は、前記第1部(111)に囲まれている、付記1に記載の半導体装置(A13)。
 付記13.
 前記第1方向に視て、前記第1部(111)および前記第2部(112)の少なくともいずれかは、前記導通部材(30)よりも外方に位置する、付記2ないし12のいずれかに記載の半導体装置(A10,A11,A12,A13)。
 付記14.
 前記導通部材(30)は、前記第1部(111)および前記第2部(112)の各々に対向する第1接合面(311)を有し、
 前記第1接合面(311)は、前記第1接合層(61)に接している、付記2ないし12のいずれかに記載の半導体装置(A10,A20,A30,A40)。
 付記15.
 前記導通部材(30)は、互いに離れた第1係合部(312)および第2係合部(313)を有し、
 前記第1係合部(312)および前記第2係合部(313)の各々は、前記第1接合面(311)に設けられており、
 前記第1方向に視て、前記第1係合部(312)は、前記第1部(111)に重なっており、
 前記第1方向に視て、前記第2係合部(313)は、前記第2部(112)に重なっており、
 前記第1係合部(312)および前記第2係合部(313)の各々は、前記第1接合層(61)に接している、付記14に記載の半導体装置(A20,A30)。
 付記16.
 前記第1係合部(312)および前記第2係合部(313)の各々は、前記第1接合面(311)から突出している、付記15に記載の半導体装置(A20)。
 付記17.
 前記第1係合部(312)は、前記第1部(111)に接している、付記16に記載の半導体装置(A20)。
 付記18.
 前記第1係合部(312)および前記第2係合部(313)の各々は、前記第1接合面(311)から開口している、付記15に記載の半導体装置(A30)。
 付記19.
 前記第1接合面(311)は、互いに離れた第1領域(311A)および第2領域(311B)を含み、
 前記第1方向に視て、前記第1領域(311A)は、前記第1部(111)に重なっており、
 前記第1方向に視て、前記第2領域(311B)は、前記第2部(112)に重なっている、付記14に記載の半導体装置(A40)。
 付記20.
 第1リード(21)と、
 前記半導体素子(10)および前記導通部材(30)を覆う封止樹脂(50)と、をさらに備え、
 前記導通部材(30)は、前記第1リード(21)に導電接合されており、
 前記第1リード(21)は、前記封止樹脂から露出している、付記14に記載の半導体装置(A10,A20,A30,A40)。
 付記21.
 前記第1方向に視て、前記第2部(112)の面積は、前記第1部(111)の面積の50%以下である、付記13に記載の半導体装置(A10,A11,A12,A13)。
 付記22.
 前記第1接合層(61)の組成は、錫を含む、付記14に記載の半導体装置(A10,A20,A30,A40)。
 付記23.
 前記第1方向に視て、前記第1係合部(312)の面積は、前記第2係合部(313)の面積より大きい、付記15に記載の半導体装置(A20,A30)。
 付記24.
 前記第1係合部(312)および前記第2係合部(313)の各々は、前記第1接合面(311)から凹んでいる、付記18に記載の半導体装置(A30)。
 付記25.
 前記第1係合部(312)および前記第2係合部(313)の各々は、前記第1接合面(311)から前記第1方向に貫通している、付記18に記載の半導体装置(A31)。
 付記26.
 前記導通部材(30)は、前記第1接合面(311)から凹む溝(316)を有し、
 前記溝(316)は、前記第1領域(311A)と前記第2領域(311B)とを区画している、付記19に記載の半導体装置(A40)。
 付記27.
 前記第1部(111)および前記第2部(112)の各々は、基部(11A)と、前記基部(11A)を覆う保護部(11B)と、を有し、
 前記保護部(11B)は、組成に銀を含む導体であり、
 前記保護部(11B)は、前記第1接合層(61)および前記封止樹脂(50)の各々に接している、付記20に記載の半導体装置(A10)。
 付記28.
 前記半導体素子(10)は、前記第1方向に視て前記第1部(111)および前記第2部(112)の各々を囲む保護層(14)を有し、
 前記保護層(14)は、絶縁体であり、
 前記保護部(11B)は、前記保護層(14)の一部を覆っている、付記27に記載の半導体装置(A10)。
 付記29.
 前記半導体素子(10)が搭載された第2リード(22)をさらに備え、
 前記半導体素子(10)は、前記第1方向において前記第1電極(11)とは反対側に位置する第2電極(12)を有し、
 前記第2電極(12)は、前記第2リード(22)に導電接合されており、
 前記第2リード(22)は、前記第1方向において前記半導体素子(10)が位置する側とは反対側を向く裏面(222)を有し、
 前記裏面(222)は、前記封止樹脂(50)から露出している、付記20に記載の半導体装置(A10,A20,A30,A40)。
付記30.
 第3リード(23)をさらに備え、
 前記半導体素子(10)は、前記第1方向において前記第1電極(11)と同じ側に位置する第3電極(13)を有し、
 前記第3リード(23)は、前記第3電極(13)に導通している、付記29に記載の半導体装置(A10,A20,A30,A40)。
 付記31.
 前記第1方向に視て、前記導通部材(30)は、前記第3電極(13)から離れている、付記30に記載の半導体装置(A10,A20,A30,A40)。
A10~A40:半導体装置    10:半導体素子
11:第1電極    11A:基部
11B:保護部    111~114:第1部~第4部
111A:主部    111B,111C:第1凸部,第2凸部
12,13:第2電極,第3電極    19:導電接合層
21:第1リード    211:第1接続面
212:第1実装面    213:第1端面
214:第1張出部    214A:中間面
214B:露出面    22:第2リード
221:搭載面    222:裏面
223:第2端面    224:第2張出部
224A:中間面    224B:露出面
23:第3リード    231:第2接続面
232:第2実装面    233:第3端面
234:第3張出部    224A:中間面
224B:露出面    30:導通部材
31:第1接合部    311:第1接合面
311A~311D:第1領域~第4領域
312~315:第1係合部~第4係合部    316;溝
32:第2接合部    321:第2接合面
33:中間部    40:ワイヤ
50:封止樹脂    51:頂面
52:底面    53~57:第1側面~第5側面
61:第1接合層    62:第2接合層
z,x,y:第1方向,第2方向,第3方向

Claims (20)

  1.  第1方向の一方側に位置する第1電極を有する半導体素子と、
     前記第1電極に導電接合された導通部材と、
     前記第1電極と前記導通部材とを導電接合する第1接合層と、を備え、
     前記第1電極は、前記第1方向に対して直交する方向において互いに離れた第1部および第2部を含み、
     前記第1方向に視て、前記第2部の面積は、前記第1部の面積より小さい、半導体装置。
  2.  前記第1方向に視て、前記第2部は、前記第1部よりも外方に位置する、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記第1電極は、前記第1方向に対して直交する方向において前記第1部および前記第2部の各々から離れた第3部を含み、
     前記第1方向に視て、前記第3部の面積は、前記第1部の面積より小さい、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記第1部は、主部と、前記主部から前記第1方向に対して直交する方向に突出した第1凸部と、を有し、
     前記第2部および前記第3部は、前記第1凸部を間に挟んで互いに反対側に位置する、請求項3に記載の半導体装置。
  5.  前記第1電極は、前記第1方向に対して直交する方向において前記第1部、前記第2部および前記第3部の各々から離れた第4部を含み、
     前記第1方向に視て、前記第4部の面積は、前記第1部の面積より小さい、請求項4に記載の半導体装置。
  6.  前記第1部は、前記主部から前記第1方向に対して直交する方向に突出した第2凸部を有し、
     前記第2凸部が突出する方向は、前記第1凸部が突出する方向と異なっており、
     前記第2部および前記第4部は、前記第2凸部を間に挟んで互いに反対側に位置する、請求項5に記載の半導体装置。
  7.  前記第3部は、前記第1方向に対して直交する第2方向において前記第1部を間に挟んで前記第2部とは反対側に位置する、請求項3に記載の半導体装置。
  8.  前記第2部および前記第3部の各々は、前記第1方向および前記第2方向の各々に対して直交する第3方向に延びている、請求項7に記載の半導体装置。
  9.  前記第3部の前記第3方向の寸法は、前記第2部の前記第3方向の寸法より小さい、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  前記第1電極は、前記第1部の前記第3方向の一方側に位置する第4部を含み、
     前記第4部は、前記第1方向に対して直交する方向において前記第1部、前記第2部および前記第3部の各々から離れており、
     前記第1方向に視て、前記第4部の面積は、前記第1部の面積より小さく、
     前記第4部は、前記第2方向に延びている、請求項8に記載の半導体装置。
  11.  前記第2方向に視て、前記第4部は、前記第2部および前記第3部の各々に重なっている、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記第1方向に視て、前記第2部は、前記第1部に囲まれている、請求項1に記載の半導体装置。
  13.  前記第1方向に視て、前記第1部および前記第2部の少なくともいずれかは、前記導通部材よりも外方に位置する、請求項2ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
  14.  前記導通部材は、前記第1部および前記第2部の各々に対向する第1接合面を有し、
     前記第1接合面は、前記第1接合層に接している、請求項2ないし12のいずれかに記載の半導体装置。
  15.  前記導通部材は、互いに離れた第1係合部および第2係合部を有し、
     前記第1係合部および前記第2係合部の各々は、前記第1接合面に設けられており、
     前記第1方向に視て、前記第1係合部は、前記第1部に重なっており、
     前記第1方向に視て、前記第2係合部は、前記第2部に重なっており、
     前記第1係合部および前記第2係合部の各々は、前記第1接合層に接している、請求項14に記載の半導体装置。
  16.  前記第1係合部および前記第2係合部の各々は、前記第1接合面から突出している、請求項15に記載の半導体装置。
  17.  前記第1係合部は、前記第1部に接している、請求項16に記載の半導体装置。
  18.  前記第1係合部および前記第2係合部の各々は、前記第1接合面から開口している、請求項15に記載の半導体装置。
  19.  前記第1接合面は、互いに離れた第1領域および第2領域を含み、
     前記第1方向に視て、前記第1領域は、前記第1部に重なっており、
     前記第1方向に視て、前記第2領域は、前記第2部に重なっている、請求項14に記載の半導体装置。
  20.  第1リードと、
     前記半導体素子および前記導通部材を覆う封止樹脂と、をさらに備え、
     前記導通部材は、前記第1リードに導電接合されており、
     前記第1リードは、前記封止樹脂から露出している、請求項14に記載の半導体装置。
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