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公開番号2024044822
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022150584
出願日2022-09-21
発明の名称半導体装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20240326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性を向上できる半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体素子40は、半導体基板41の一面に配置されたエミッタ電極42と、裏面に配置されたコレクタ電極43を備えている。半導体基板41の一面には、エミッタ電極42を接合可能に露出させる開口部451を備えた保護膜45が設けられてる。焼結部材101は、エミッタ電極42と導電スペーサ70との間に介在し、エミッタ電極42と導電スペーサ70とを接合している。保護膜45の上面45aのうち、少なくとも開口部451の周囲部分は、Z方向においてエミッタ電極42の接合面に対して面一以下の位置である。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板（４１）と、前記半導体基板の一面に設けられた第１主電極（４２）と、板厚方向において前記一面とは反対の裏面に設けられた第２主電極（４３）と、前記一面に設けられ、前記第１主電極を接合可能に露出させる開口部（４５１）を備えた保護膜（４５）と、を有する半導体素子（４０）と、
前記第１主電極に電気的に接続された導電部材（７０）と、
前記第１主電極と前記導電部材との間に介在し、前記第１主電極と前記導電部材とを接合する焼結部材（１０１）と、
を備え、
前記保護膜の上面のうち、少なくとも前記開口部の周囲部分は、前記板厚方向において前記第１主電極の接合面に対して面一以下の位置である、半導体装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記保護膜の上面のうち、少なくとも前記開口部の周囲部分は、前記板厚方向において前記第１主電極の接合面よりも前記一面に近い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記半導体素子は、前記一面上であって、前記板厚方向の平面視において前記第１主電極と重ならない位置に配置され、前記保護膜により覆われた配線部（４６、４６Ａ）を有する、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記保護膜は、前記第１主電極の露出部（４２１）を複数に区画する区画部（４５４）を有し、
前記焼結部材は、複数の前記露出部を跨いで配置され、
前記配線部は、前記板厚方向の平面視において前記区画部と重なる位置に配置された区画配線部（４６２）を含み、
前記区画配線部の幅は、前記露出部の幅よりも狭い、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体基板は、素子の形成領域であるアクティブ領域（４１１）と、前記板厚方向の平面視において前記アクティブ領域を取り囲む外周領域（４１２）と、前記外周領域に設けられた耐圧構造部（４１３）と、を有し、
前記保護膜は、前記耐圧構造部を覆っている、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、両面に主電極を有する半導体チップと、導電部材と、主電極と導電部材とを接合する焼結層を備えた半導体装置を開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１１７０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主電極のひとつは、保護膜であるポリイミドの開口部から接合可能に露出している。主電極の露出部の周囲には、保護膜が存在する。保護膜の上面は、主電極の接合面よりも上方に位置している。また、焼結層は、平面視において主電極の露出部にほぼ一致して設けられている。よって、主電極に対して焼結層の位置がずれて配置されると、焼結接合する際の加圧により保護膜側に応力が集中し、保護膜の損傷、保護膜により覆われた配線部のクラックなどが生じる虞がある。これに対し、位置ずれ公差を考慮して、焼結層の面積を小さくすることが考えられる。しかしながら、熱抵抗や電流密度が増加してしまう。
【０００５】
このように、いずれにおいても半導体装置の信頼性が低下してしまう。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、半導体装置にはさらなる改良が求められている。
【０００６】
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、信頼性を向上できる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示のひとつである半導体装置は、
半導体基板（４１）と、半導体基板の一面に設けられた第１主電極（４２）と、板厚方向において一面とは反対の裏面に設けられた第２主電極（４３）と、一面に設けられ、第１主電極を接合可能に露出させる開口部（４５１）を備えた保護膜（４５）と、を有する半導体素子（４０）と、
第１主電極に電気的に接続された導電部材（７０）と、
第１主電極と導電部材との間に介在し、第１主電極と導電部材とを接合する焼結部材（１０１）と、
を備え、
保護膜の上面のうち、少なくとも開口部の周囲部分は、板厚方向において第１主電極の接合面に対して面一以下の位置である。
【０００８】
開示の半導体装置によれば、保護膜の上面のうち、少なくとも開口部の周囲部分は、板厚方向において第１主電極の接合面よりも上方に突出していない。このため、第１主電極の露出部に対して焼結部材の位置がずれて配置されたとしても、焼結接合する際の加圧により、保護膜側に応力が集中するのを抑制することができる。また、焼結部材を小さくしなくても、保護膜側に応力が集中するのを抑制することができる。この結果、信頼性を向上できる半導体装置を提供することができる。
【０００９】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る半導体装置が適用される車両の駆動システムの概略構成を示す図である。
第１実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図２のIII-III線に沿う断面図である。
図２のIV-IV線に沿う断面図である。
半導体素子を示す平面図である。
図５のVI-VI線に沿う断面図である。
半導体素子の接合構造を示す断面図である。
接合方法を示す断面図である。
参考例を示す断面図である。
参考例を示す断面図である。
本実施形態における位置ずれの例を示す断面図である。
第２実施形態に係る半導体装置において、半導体素子を示す断面図である。
第３実施形態に係る半導体装置において、半導体素子を示す平面図である。
図１３のXIV-XIV線に対応する半導体素子の接合構造を示す断面図である。
変形例を示す平面図である。
その他変形例を示す断面図である。
その他変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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