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公開番号2025021309
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023125126
出願日2023-07-31
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】構造を簡略化し、性能を向上させた半導体装置を提供する。
【解決手段】本実施形態によれる半導体装置は、第1面および前記第1面とは反対側にある第2面を有する第1絶縁基板を備える。第1および第2導電層は、第1面側に設けられている。複数の半導体チップは、第1面に対向する第3面、第3面の反対側にある第4面、第3面にある第1電極、および、第4面にある第2電極を有する。第1電極は、第1導電層に電気的に接続されている。共通電極板は、第4面に対向する第5面を有し、複数の半導体チップの第2電極に共通に電気的に接続され、かつ、第2導電層に電気的に接続されている。第2絶縁基板は、第1絶縁基板の第2面側に設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１面および前記第１面とは反対側にある第２面を有する第１絶縁基板と、
前記第１面側に設けられた第１および第２導電層と、
前記第１面に対向する第３面、前記第３面の反対側にある第４面、前記第３面にある第１電極、および、前記第４面にある第２電極を有する複数の半導体チップであって、前記第１電極が前記第１導電層に電気的に接続されている複数の半導体チップと、
前記第４面に対向する第５面を有し、前記複数の半導体チップの前記第２電極に共通に電気的に接続され、かつ、前記第２導電層に電気的に接続された共通電極板と、
前記第１絶縁基板の前記第２面側に設けられた第２絶縁基板とを備える、半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複数の半導体チップの前記第２電極上に設けられた第１金属めっきと、
前記第１金属めっき上に設けられた第１焼結材とをさらに備え、
前記共通電極板は、前記第１焼結材に接合することによって前記複数の半導体チップの前記第２電極に電気的に接続されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１絶縁基板と前記第２絶縁基板との間に設けられた接合材をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記複数の半導体チップの側面および前記第１金属めっきの側面に設けられた絶縁層をさらに備え、
前記第１絶縁基板に対して前記半導体チップおよび前記共通電極板が積層される第１方向における前記絶縁層の高さは、前記半導体チップよりも高く、かつ、前記第１金属めっきよりも低い、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記複数の半導体チップと前記共通電極板との間にそれぞれ設けられた複数の中間電極板と、
前記複数の半導体チップの前記第２電極上に設けられた第１金属めっきと、
前記第１金属めっき上に設けられた第２焼結材と、
前記複数の中間電極板と前記共通電極板との間に設けられた第３焼結材とを備える請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記複数の半導体チップの側面および前記第１金属めっきの側面に設けられた絶縁層であって、前記第１絶縁基板に対して前記半導体チップおよび前記共通電極板が積層される第１方向の高さが、前記第１金属めっきよりも高い絶縁層をさらに備える、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記共通電極板の第５面に設けられた第２金属めっきと、
前記第５面とは反対側にある前記共通電極板の第６面に設けられた第３金属めっきとをさらに備える、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記共通電極板と前記第２導電層ははんだで接合されている、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第５面とは反対側にある前記共通電極板の第６面の上方に設けられた第３絶縁基板をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２絶縁基板と前記第３絶縁基板との間に挟まれ、前記第１導電層または前記第２導電層に電気的に接続された導電性の端子をさらに備える、請求項９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】
本実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
車載用のメインインバータ等に用いられるパワー半導体装置は、ケース内に収容されている場合がある。一方、パワー半導体装置の構造が複雑になるに伴い、モールド樹脂にて封止する装置も増えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０５３４００号公報
特開２０２２－１６５４４５号公報
特開２０２３－０４１４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
構造を簡略化し、性能を向上させた半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態によれる半導体装置は、第１面および前記第１面とは反対側にある第２面を有する第１絶縁基板を備える。第１および第２導電層は、第１面側に設けられている。複数の半導体チップは、第１面に対向する第３面、第３面の反対側にある第４面、第３面にある第１電極、および、第４面にある第２電極を有する。第１電極は、第１導電層に電気的に接続されている。共通電極板は、第４面に対向する第５面を有し、複数の半導体チップの第２電極に共通に電気的に接続され、かつ、第２導電層に電気的に接続されている。第２絶縁基板は、第１絶縁基板の第２面側に設けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
半導体装置の構成例を示す断面図。
半導体モジュールの構成例を示す概略平面図。
半導体モジュールの構成例を示す概略平面図。
半導体モジュールの構成を示す概略断面図。
半導体チップと共通電極板との接続部分の構成例を示す断面図。
第１実施形態による半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
第１実施形態による半導体装置の製造方法の一例を示す平面図。
図６Ａに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
図６Ｂに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す平面図。
図７Ａに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
図７Ｂに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す平面図。
図８Ａに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
図９に続く、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
図１０に続く、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
第２実施形態による半導体チップと共通電極板との接続部分の構成例を示す断面図。
第３実施形態による半導体チップと共通電極板との接続部分の構成例を示す断面図。
第４実施形態による共通電極板と基板上の配線との接続部分の構成例を示す断面図。
第５実施形態による半導体モジュールの構成例を示す断面図。
第５実施形態による半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
第５実施形態による半導体装置の製造方法の一例を示す平面図。
図１６Ａに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
図１６Ｂに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す平面図。
図１７Ａに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。
図１７Ｂに続く、半導体装置の製造方法の一例を示す平面図。
第６実施形態による半導体装置１の製造方法の一例を示す断面図。
第７実施形態による半導体モジュールの構成例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものである。明細書と図面において、同一の要素には同一の符号を付す。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、半導体装置の構成例を示す断面図である。半導体装置１は、半導体モジュール１０と、基体２０と、焼結材３０と、筐体４０と、留め具５０と、封止材料６０と、蓋部７０と、配線８０と、放熱フィン９０とを備えている。
【０００９】
半導体装置１は、例えば、車載用のメインインバータ等に用いられ、比較的大きな電流を低オン抵抗でスイッチングするパワー半導体装置でよい。尚、基体２０に対する半導体モジュール１０の積層方向をＺ方向とし、Ｚ方向に略直交する一方向をＸ方向とし、Ｘ方向およびＺ方向に略直交する方向をＹ方向とする。
【００１０】
半導体モジュール１０は、半導体チップ１１を備え、基体２０上に配置されている。半導体モジュール１０は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、あるいは、ダイオード等のパワー半導体素子でよい。半導体モジュール１０は、例えば、耐圧８００Ｖ以上の高耐圧パワー半導体素子であり、定格電流４００Ａを超えるＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴモジュールでよい。半導体モジュール１０の詳細な構成は後述する。
（【００１１】以降は省略されています）

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