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公開番号2024136108
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023047086
出願日2023-03-23
発明の名称半導体装置及び電力変換装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H01L 29/78 20060101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】プリント基板への実装が容易な半導体装置、及びその半導体装置を備えた電力変換装置を提供する。
【解決手段】実施形態の半導体装置は、半導体チップ10、ドレイン電極板11、ソース電極板12、ゲート電極板13、モールド層16、被覆膜17、及び被覆膜18を備える。半導体チップ10は、第1面にドレイン領域を有し、第1面に対向する第2面にソース領域及びゲート領域を有する。ドレイン電極板11はドレイン領域に設けられる。ソース電極板12はソース領域に設けられる。ゲート電極板13はゲート領域に設けられる。モールド層16は、半導体チップ、ソース電極板、及びゲート電極板の側面に設けられる。被覆膜17は、ドレイン電極板の下面及び側面、ソース電極板の上面、及びゲート電極板の上面に設けられる。被覆膜18は、モールド層16の上面及び側面に設けられる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１面にドレイン領域を有し、前記第１面に対向する第２面にソース領域及びゲート領域を有する半導体チップと、
前記ドレイン領域に設けられたドレイン電極板と、
前記ソース領域に設けられたソース電極板と、
前記ゲート領域に設けられたゲート電極板と、
前記半導体チップ、前記ソース電極板、及び前記ゲート電極板の側面に設けられたモールド層と、
前記ドレイン電極板の下面及び側面、前記ソース電極板の上面、及び前記ゲート電極板の上面に設けられた第１被覆膜と、
前記モールド層の上面及び側面に設けられた第２被覆膜と、
を具備する半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ドレイン電極板、前記ソース電極板、及び前記ゲート電極板の各々は、Ｃｕを含みかつ厚さが５０μｍ以上である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ドレイン電極板、前記ソース電極板、及び前記ゲート電極板の各々は、Ｃｕを含みかつ厚さが１５０μｍ以上３００μｍ以下である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体チップの前記ドレイン領域と前記ドレイン電極板との間に設けられた第１電極層をさらに備え、
前記第１電極層は、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕの積層構造、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕの積層構造、Ａｌ、Ｃｕの積層構造、あるいはＣｕ単層構造のいずれか１つを含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１電極層と前記ドレイン電極板との間に設けられた第１導電層をさらに備え、
前記第１導電層は、Ａｇ、Ｃｕ、ＣｕＳｎ、ＡｇＳｎ、ＡｕＳｎ、ＰｂＳｎの少なくともいずれか１つを含む請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップの前記ソース領域と前記ソース電極板との間に設けられた第２電極層と、前記半導体チップの前記ゲート領域と前記ゲート電極板との間に設けられた第３電極層とさらに備え、
前記第２電極層及び前記第３電極層の各々は、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕの積層構造、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕの積層構造、Ａｌ、Ｃｕの積層構造、あるいはＣｕ単層構造のいずれか１つを含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２電極層と前記ソース電極板との間に設けられた第２導電層と、前記第３電極層と前記ゲート電極板との間に設けられた第３導電層とをさらに備え、
前記第２導電層及び前記第３導電層の各々は、Ａｇ、Ｃｕ、ＣｕＳｎ、ＡｇＳｎ、ＡｕＳｎ、ＰｂＳｎの少なくともいずれか１つを含む請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１被覆膜は、ベンゾトリアゾ－ル（ＢＴＡ）を含む請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１被覆膜は、Ｓｎを含む膜、Ｎｉ及びＡｕを含む膜、Ｎｉ、Ｐｄ及びＡｕを含む膜のいずれか１つである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ドレイン電極板、前記半導体チップ、及び前記ソース電極板の順で配置された積層構造を有し、
前記積層構造の厚さが５００μｍ以下である請求項１に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及び電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置（例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ）に用いられるスイッチング素子として、プリント基板に表面実装されるパワーＭＯＳＦＥＴ等の半導体装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－９５５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プリント基板への実装が容易な半導体装置、及びその半導体装置を備えた電力変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の半導体装置は、第１面にドレイン領域を有し、前記第１面に対向する第２面にソース領域及びゲート領域を有する半導体チップと、前記ドレイン領域に設けられたドレイン電極板と、前記ソース領域に設けられたソース電極板と、前記ゲート領域に設けられたゲート電極板と、前記半導体チップ、前記ソース電極板、及び前記ゲート電極板の側面に設けられたモールド層と、前記ドレイン電極板の下面及び側面、前記ソース電極板の上面、及び前記ゲート電極板の上面に設けられた第１被覆膜と、前記モールド層の上面及び側面に設けられた第２被覆膜とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係る半導体装置の斜視図である。
第１実施形態に係る半導体装置の上面図である。
図２に示す半導体装置のIII－III線に沿った断面図である。
第１実施形態に係る半導体チップと導電層を詳細に示す断面図である。
第２実施形態に係る半導体装置の上面図である。
図５に示す半導体装置のＶI－ＶI線に沿った断面図である。
第２実施形態に係る半導体チップと導電層を詳細に示す断面図である。
第３実施形態に係る電力変換装置の回路図である。
第３実施形態に係る電力変換装置の上面図である。
図９に示す電力変換装置のＸ－Ｘ線に沿った断面図である。
第４実施形態に係る電力変換装置の上面図である。
図１１に示す電力変換装置のＸII－ＸII線に沿った断面図である。
第５実施形態に係る電力変換装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して実施形態について説明する。以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。また、以下に示す実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、及び配置等を下記のものに特定するものではない。また、以下で参照される図面において、本明細書では、図を見易くするために絶縁層や被覆膜、配線やコンタクト等の構成要素が適宜省略されている。
【０００８】
１．第１実施形態
第１実施形態の半導体装置について説明する。半導体装置は、例えばスイッチング素子としてのＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴと称する）を備える。第１実施形態のＭＯＳＦＥＴは、第１面（あるいは、下面、裏面）にドレインを有し、第１面に対向する第２面（あるいは、上面、表面）にソース及びゲートを有する。ＭＯＳＦＥＴは、電力変換装置、例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータあるいはインバータに用いられる。なお、ＭＯＳＦＥＴを電力変換装置に適用した例は第３実施形態以降で説明する。
【０００９】
図１は、第１実施形態の半導体装置の斜視図である。図２は第１実施形態の半導体装置の上面図であり、図３は図２に示す半導体装置のIII－III線に沿った断面図である。これらの図を含む以降の図面において、半導体装置の第１面に平行で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とし、これらＸ方向及びＹ方向を含む面（ＸＹ面）に直交する方向をＺ方向とする。なお、図１及び図２では、被腹膜及びモールド層等が省略されている。
【００１０】
図１、図２及び図３に示すように、半導体装置１は、半導体チップ１０、ドレイン電極板（あるいは、ドレイン電極層）１１、ソース電極板（あるいは、ソース電極層）１２、ゲート電極板（あるいは、ゲート電極層）１３、導電層１４、１５ａ、１５ｂ、モールド層１６、並びに被覆膜１７及び１８を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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