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公開番号2024063657
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-13
出願番号2022171783
出願日2022-10-26
発明の名称半導体装置およびその製造方法
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人iX
主分類H01L 21/60 20060101AFI20240502BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ボンディング時のダメージを低減できる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置は、半導体チップと、金属ワイヤと、を備える。前記半導体チップは、半導体部と、前記半導体部上に設けられる電極と、前記半導体部と前記電極との間に設けられる制御電極と、を有する。前記制御電極は、前記半導体部の前記電極に向き合う表面に沿って、第1方向に延在する。前記金属ワイヤは、前記半導体チップの前記電極上にボンディングされ、前記電極を介して前記制御電極上に位置する接合部を有する。前記接合部は、前記電極に接し、前記第1方向の長さが前記第1方向に直交する第2方向の幅よりも長い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体部と、前記半導体部上に設けられる電極と、前記半導体部と前記電極との間に設けられる制御電極と、を有する半導体チップであって、前記制御電極は、前記半導体部の前記電極に向き合う表面に沿って、第１方向に延在する、半導体チップと、
前記半導体チップの前記電極上にボンディングされる金属ワイヤであって、前記電極を介して、前記制御電極上に位置し、前記電極に接する接合部を有し、前記接合部の前記第１方向の長さが、前記第１方向に直交する第２方向の幅よりも長い、金属ワイヤと、
を備えた半導体装置。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記電極は、第１金属層と、第２金属層と、を含み、
前記第１金属層は、前記半導体部と前記第２金属層との間に設けられ、
前記第２金属層は、前記第１金属層の硬度よりも大きい硬度を有し、
前記金属ワイヤは、前記第２金属層上にボンディングされる請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記金属ワイヤの前記接合部は、前記第１方向に並ぶ第１端および第２端を有し、
前記半導体部の前記表面に垂直な第３方向において、前記接合部は、前記第１端における第１厚と、前記第２端における第２厚と、を有し、前記第１端と前記第２端との間の中間点において、前記第１厚および前記第２厚よりも薄い第３厚を有する請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１金属層は、前記金属ワイヤの前記接合部における第１端の下方および第２端の下方において、前記第３方向の第４厚および第５厚をそれぞれ有し、前記接合部の前記中間点の下方において、前記第３方向の第６厚を有し、前記第６厚は、前記第４厚および前記第５厚よりも厚い、請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法であって、
前記金属ワイヤの前記接合部をボンディングツールにより押圧し、前記半導体チップの前記電極に接触させた状態において、前記ボンディングツールを前記第１方向に振動させるように超音波を印加する製造方法。
【請求項６】
前記請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、
前記半導体チップの前記電極の前記第２金属層は、前記第１金属層上にメッキ法を用いて形成され、
前記金属ワイヤは、前記第２金属層に接続される製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
実施形態は、半導体装置およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
電力制御用半導体装置では、大電流を流すことが可能な金属ワイヤを介して、半導体チップを外部回路に電気的に接続する。しかしながら、そのような金属ワイヤを半導体チップの電極にボンディングする際には、半導体チップにダメージを与えることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－２２２８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施形態は、ボンディング時のダメージを低減できる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る半導体装置は、半導体チップと、金属ワイヤと、を備える。前記半導体チップは、半導体部と、前記半導体部上に設けられる電極と、前記半導体部と前記電極との間に設けられる制御電極と、を有する。前記制御電極は、前記半導体部の前記電極に向き合う表面に沿って、第１方向に延在する。前記金属ワイヤは、前記半導体チップの前記電極上にボンディングされ、前記電極を介して前記制御電極上に位置する接合部を有する。前記接合部は、前記電極に接し、前記第１方向の長さが前記第１方向に直交する第２方向の幅よりも長い。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る半導体チップを示す模式図である。
実施形態に係る半導体装置を示す模式平面図である。
実施形態に係る半導体装置を示す模式断面図である。
比較例に係る半導体装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
【０００８】
さらに、各図中に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を用いて各部分の配置および構成を説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交し、それぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を表す。また、Ｚ方向を上方、その反対方向を下方として説明する場合がある。
【０００９】
図１（ａ）および（ｂ）は、実施形態に係る半導体チップ１を示す模式図である。図１（ａ）は、Ｘ－Ｚ平面に沿った半導体チップ１の断面図である。図１（ｂ）は、斜視図である。半導体チップ１は、例えば、ＭＯＳトランジスタである。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、半導体チップ１は、半導体部１０と、ソース電極２０と、ドレイン電極３０と、ゲート電極４０と、を備える。半導体部１０は、例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）である。また、半導体部１０は、シリコン、窒化ガリウム（ＧａＮ）などであってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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