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公開番号2024089412
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-03
出願番号2022204759
出願日2022-12-21
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 23/48 20060101AFI20240626BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】パッドの短絡を抑制できる半導体装置を提供すること
【解決手段】半導体装置は、半導体素子40の第1主電極であるエミッタ電極42と、配線部材との間に介在する導電スペーサ70を備える。導電スペーサ70は、エミッタ電極42にはんだ接合される。導電スペーサ70は、凹部71と、粗化領域72と、非粗化領域73を有する。凹部71は、導電スペーサ71の側面のうち、Z方向の平面視において少なくともパッド44側に設けられ、半導体素子40側の端面に開口している。非粗化領域73は、凹凸酸化膜76の形成されていない領域であり、凹部71の内面に設けられている。粗化領域72は、側面のうちの凹部71の内面を除く領域であり、凹凸酸化膜76が形成された領域である。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
一面に第１主電極（４２）および信号用のパッド（４４）を有し、前記一面とは板厚方向において反対の裏面に第２主電極（４３）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第１配線部材（５０）と、
前記板厚方向において前記第１配線部材との間に前記半導体素子を挟むように配置され、前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
前記半導体素子と前記第１配線部材との間に介在する導電スペーサ（７０）と、
前記第２配線部材と前記第２主電極との間、前記第１主電極と前記導電スペーサとの間、前記導電スペーサと前記第１配線部材との間にそれぞれ配置されたはんだ（９１，９２，９３）と、
を備え、
前記導電スペーサは、前記半導体素子に対向する端面に連なる側面のうち、前記板厚方向の平面視において少なくとも前記パッド側に設けられ、前記端面に開口する凹部（７１）と、前記側面のうちの前記凹部の内面を除く領域であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（７６）が形成された粗化領域（７２）と、前記凹凸酸化膜の形成されていない領域であり、前記凹部の内面に設けられた非粗化領域（７３）と、を有する、半導体装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記凹部は、前記導電スペーサにおける前記半導体素子に対向する前記端面である第１端面（７０ａ）と、前記第１配線部材に対向する第２端面（７０ｂ）のうち、前記第１端面のみに開口している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記導電スペーサにおける前記半導体素子に対向する前記端面である第１端面（７０ａ）と、前記第１配線部材に対向する第２端面（７０ｂ）とに連通している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記凹部において、前記板厚方向の任意の第１位置における幅は、前記第１位置よりも前記半導体素子から離れた任意の第２位置における幅以上であり、前記半導体素子側の端部の幅は、前記第１配線部材側の端部の幅よりも大きい、請求項１～３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
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）および信号用のパッド（４４）と、前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極（４３）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第１配線部材（５０）と、
前記板厚方向において前記第１配線部材との間に前記半導体素子を挟むように配置され、前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
前記半導体素子と前記第１配線部材との間に介在する導電スペーサ（７０）と、
前記第２配線部材と前記第２主電極との間、前記第１主電極と前記導電スペーサとの間、前記導電スペーサと前記第１配線部材との間にそれぞれ配置されたはんだ（９１，９２，９３）と、
を備え、
前記第１主電極における前記導電スペーサとの接合部（４２１）と前記パッドとは、前記板厚方向に直交する第１方向に並んでおり、
前記半導体素子は、前記第１主電極の接合部における前記パッド側の端部から延びており、前記板厚方向および前記第１方向に直交する第２方向において前記パッドと並設されたダミー配線（４２４）を有する、半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子は、前記パッドを複数有し、
複数の前記パッドは、前記第２方向に並んで配置され、
前記ダミー配線は、前記第１主電極の接合部から前記パッドの間まで延びている、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体素子は、前記一面上に配置され、前記第１主電極の接合部を前記導電スペーサに対して接合可能に露出させる主開口部（４５１）を備えた保護膜（４５）を有し、
前記第１主電極は、下地層（４２２）と、前記下地層上に積層配置され、前記主開口部から露出する上地層（４２３）と、を有し、
前記下地層は、前記板厚方向からの平面視において前記主開口部より外側に位置する周縁部（４２２１）を有し、
前記保護膜は、前記主開口部に連なり、前記主開口部から前記第２方向に延びるダミー開口部（４５３）を有し、
前記ダミー配線は、前記下地層の周縁部であって前記板厚方向からの平面視において前記ダミー開口部と重なる部分（４２２１ａ）と、前記上地層であって前記主開口部から露出する部分に連なり、前記ダミー開口部内に配置された延設部（４２３１）と、を含んで構成される、請求項５または請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記下地層の厚さは、前記ダミー開口部と重なる部分において前記主開口部と重なる部分よりも薄い、請求項７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 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、両面放熱構造の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２０１６－１９７７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、半導体素子の主電極と配線部材との間に、導電スペーサが介在している。導電スペーサの側面には、レーザ照射により、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜が形成されている。凹凸酸化膜による粗化部を設けることで、封止体との密着性を高めることができる。しかしながら、凹凸酸化膜は、はんだに対する濡れ性が低い。このため、はんだが主電極上からパッド側に溢れ、パッドの短絡が生じる虞がある。たとえばパッドと主電極との短絡やパッド間の短絡が生じる虞がある。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。
【０００５】
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、パッドの短絡を抑制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】
【０００６】
開示のひとつである半導体装置は、
一面に第１主電極（４２）および信号用のパッド（４４）を有し、一面とは板厚方向において反対の裏面に第２主電極（４３）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第１配線部材（５０）と、
板厚方向において第１配線部材との間に半導体素子を挟むように配置され、第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
半導体素子と第１配線部材との間に介在する導電スペーサ（７０）と、
第２配線部材と第２主電極との間、第１主電極と導電スペーサとの間、導電スペーサと第１配線部材との間にそれぞれ配置されたはんだ（９１，９２，９３）と、
を備え、
導電スペーサは、半導体素子に対向する端面に連なる側面のうち、板厚方向の平面視において少なくともパッド側に設けられ、端面に開口する凹部（７１）と、側面のうちの凹部の内面を除く領域であり、表面が連続して凹凸をなす凹凸酸化膜（７６）が形成された粗化領域（７２）と、凹凸酸化膜の形成されていない領域であり、凹部の内面に設けられた非粗化領域（７３）と、を有する。
【０００７】
開示の半導体装置によれば、はんだが主電極上からパッド側に溢れたとしても、導電スペーサの側面に設けられた非粗化領域に濡れ拡がり、凹部内に収容される。これにより、溢れたはんだがパッドまで到達するのを抑制することができる。この結果、パッドの短絡を抑制できる半導体装置を提供することができる。
【０００８】
開示の他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）および信号用のパッド（４４）と、一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極（４３）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第１配線部材（５０）と、
板厚方向において第１配線部材との間に半導体素子を挟むように配置され、第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
半導体素子と第１配線部材との間に介在する導電スペーサ（７０）と、
第２配線部材と第２主電極との間、第１主電極と導電スペーサとの間、導電スペーサと第１配線部材との間にそれぞれ配置されたはんだ（９１，９２，９３）と、
を備え、
第１主電極における導電スペーサとの接合部（４２１）とパッドとは、板厚方向に直交する第１方向に並んでおり、
半導体素子は、第１主電極の接合部におけるパッド側の端部から延びており、板厚方向および第１方向に直交する第２方向においてパッドと並設されたダミー配線（４２４）を有する。
【０００９】
開示の半導体装置によれば、はんだが主電極の接合部上からパッド側に溢れたとしても、半導体素子に設けられたダミー配線に濡れ拡がり、ダミー配線上に収容される。これにより、溢れたはんだがパッドまで到達するのを抑制することができる。この結果、パッドの短絡を抑制できる半導体装置を提供することができる。
【００１０】
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】
（【００１１】以降は省略されています）

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