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公開番号2024175039
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2024159670,2023549428
出願日2024-09-16,2022-08-25
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
主分類H01L 25/07 20060101AFI20241210BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】インダクタンスを低減しつつ熱抵抗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20において、基板50の表面金属体52は、半導体素子40Lの一面に設けられたドレイン電極40Dに電気的に接続されている。他方の基板60の表面金属体62は、半導体素子の裏面に設けられたソース電極40Sに電気的に接続されている。信号端子93は、ボンディングワイヤ110を介して、ソース電極と同じ面に設けられたパッド40Pに電気的に接続されている。半導体素子と信号端子93との並び方向において、表面金属体62の端部64eは、導電スペーサ70の端部70e1と半導体素子40Lの端部40Leとの間に位置している。
【選択図】図16
特許請求の範囲【請求項１】
一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）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（４０Ｓ）と、前記裏面において前記第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）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、
前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
信号端子（９３）と、
前記パッドと前記信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤ（１１０）と、を備え、
前記第２配線部材は、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有する基板であり、
前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）は、前記表面金属体が接合された接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に位置しており、
前記絶縁基材は、前記表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
前記ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、前記板厚方向において前記露出部に対向しており、
前記ボンディングワイヤは、前記絶縁基材の前記露出部に接触している、半導体装置。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記並び方向において、前記表面金属体の端部は、前記パッドにおける前記第２主電極側の端部（４０Ｐｅ）と前記半導体素子の端部との間に位置している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記表面金属体は、前記裏面金属体よりも厚い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２主電極と前記表面金属体との間に介在する導電スペーサ（７０）を備え、
前記接合対象は、前記導電スペーサである、請求項１～３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記接合対象は、前記第２主電極である、請求項１～３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
半導体素子（４０）の一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と第１配線部材（５０）とを電気的に接続する第１接続工程と、
ボンディングワイヤ（１１０）を介して、前記半導体素子において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信号用のパッド（４０Ｐ）と信号端子（９３）とを接続するワイヤボンディング工程と、
前記ワイヤボンディング工程後、前記裏面において前記パッドとは異なる位置に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と第２配線部材（６０）とを電気的に接続する第２接続工程と、を備え、
前記第２接続工程において、
前記第２配線部材として、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有し、前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体が接合される接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）が位置するように、前記表面金属体がパターニングされた基板を用い、
前記表面金属体から露出する前記絶縁基材の露出部（６１ａ１、６１ａ２）を前記ボンディングワイヤに接触させつつ前記第２主電極と前記第２配線部材とを電気的に接続する、半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、２０２１年９月２１日に日本に出願された特許出願第２０２１－１５３４５８号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。
続きを表示（約 1,900 文字）【技術分野】
【０００２】
この明細書における開示は、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１は、両面に主電極を有する半導体チップ、第１ヒートシンク、第２ヒートシンク、および信号端子を備える半導体装置を開示している。半導体チップの一面にはドレイン電極が設けられ、裏面にはソース電極および信号用のパッドが設けられている。第１ヒートシンクはドレイン電極に電気的に接続され、第２ヒートシンクはソース電極に電気的に接続されている。信号端子は、ボンディングワイヤを介してパッドに接続されている。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】
【０００４】
特開２０２０－６４９０７号公報
【発明の概要】
【０００５】
特許文献１に代表される両面放熱構造の半導体装置では、ボンディングワイヤと第２ヒートシンクとの接触を避けるために、つまりボンディングワイヤの高さを確保するために、ソース電極と第２ヒートシンクとの間にターミナル（導電スペーサ）を配置する。ターミナルが厚いほど、第１ヒートシンクと第２ヒートシンクとの対向面を遠ざけ、互いに逆向きに流れる電流による磁束打消しの効果、つまりインダクタンス低減の効果を弱める。また、熱抵抗を増加させる。
【０００６】
また、第２ヒートシンクにおいてターミナルよりも信号端子側の部分を切り欠くことで、ボンディングワイヤと第２ヒートシンクとの接触を避け、第１ヒートシンクと第２ヒートシンクとの対向面同士を近づけることが考えられる。しかしながら、切り欠きによって半導体素子から第２ヒートシンクへの熱拡散が阻害される。上記した構成では、デッドスペースを低減するのが困難である。上記した観点において、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。
【０００７】
開示されるひとつの目的は、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗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ことにある。
【０００８】
ここに開示された半導体装置は、
一面に設けられた第１主電極と、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主電極と、裏面において第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッドと、を有する半導体素子と、
第１主電極に電気的に接続された第１配線部材と、
第２主電極に電気的に接続された第２配線部材と、
信号端子と、
パッドと信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
第２配線部材は、絶縁基材と、絶縁基材における半導体素子側の面である表面に配置され、第２主電極に電気的に接続された表面金属体と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体と、を有する基板であり、
半導体素子と信号端子との並び方向において、表面金属体の端部は、表面金属体が接合された接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置しており、
絶縁基材は、表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、板厚方向において露出部に対向しており、
ボンディングワイヤは、絶縁基材の露出部に接触している。
【０００９】
開示された半導体装置によれば、第２配線部材として基板を用いる。そして、基板が有する表面金属体のパターニングによって、表面金属体の端部が、並び方向において接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置している。このように表面金属体の端部が半導体素子の端部よりも内側に位置するため、表面金属体とボンディングワイヤとの接触を避け、第２配線部材の表面金属体と第１配線部材の導電部位との対向面同士を近づけることができる。これにより磁束打消しの効果が高まり、インダクタンスを低減することができる。また、半導体素子から第２配線部材の表面金属体までの熱伝達経路が短くなるため、熱抵抗を低減することができる。
【００１０】
さらに、表面金属体の端部が接合対象の端部よりも外側に位置するため、表面金属体を通じて、半導体素子の熱を接合対象よりも外側に拡散することができる。これにより、熱抵抗を低減することができる。この結果、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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