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公開番号2025073236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023183823
出願日2023-10-26
発明の名称半導体装置
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H10D 12/00 20250101AFI20250502BHJP()
要約【課題】表面電極に近い部分における放熱性を向上可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】配線部材50は、接合部材60に接触している被接合面55を有している。表面電極10に垂直な方向に沿って見る平面視において、被接合面55は、複数のダイオード領域2の各々の少なくとも一部を覆っている。複数のダイオード領域2は、第1ダイオード領域21と、第2ダイオード領域22と、第3ダイオード領域23とを有している。平面視において、第2ダイオード領域22は、第1ダイオード領域21に対して第1方向101に位置しており、且つ第1ダイオード領域21から離間している。平面視において、第3ダイオード領域23は、第1ダイオード領域21に対して第1方向101に垂直な第2方向102に位置しており、且つ第1ダイオード領域21および第2ダイオード領域22の各々から離間している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域と、
前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域に接触している複数のダイオード領域と、
前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域と前記複数のダイオード領域とに接触している表面電極と、
前記表面電極上に設けられている接合部材と、
前記接合部材によって前記表面電極に接合されている配線部材とを備え、
前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域と前記複数のダイオード領域とは、逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを構成しており、
前記配線部材は、前記接合部材に接触している被接合面を有しており、
前記表面電極に垂直な方向に沿って見る平面視において、前記被接合面は、前記複数のダイオード領域の各々の少なくとも一部を覆っており、
前記平面視において、前記複数のダイオード領域は、
第１ダイオード領域と、
前記第１ダイオード領域に対して第１方向に位置しており、且つ前記第１ダイオード領域から離間している第２ダイオード領域と、
前記第１ダイオード領域に対して前記第１方向に垂直な第２方向に位置しており、且つ前記第１ダイオード領域および前記第２ダイオード領域の各々から離間している第３ダイオード領域とを有している、半導体装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記配線部材は、
前記被接合面を構成している平板部と、
前記平板部に連なっており、且つ前記接合部材から離間している導電板部とを有している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記平面視において、前記第１ダイオード領域の形状は、長方形状であり、
前記平板部と前記導電板部との接続部は、前記第１ダイオード領域の長辺が延びる方向に沿って延びている、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域に対して前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域から前記表面電極に向かう方向に設けられており、且つ前記絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域の導通を制御する信号が入力されるゲートパッドをさらに備え、
前記複数のダイオード領域は、第４ダイオード領域と、前記第４ダイオード領域から離間している第５ダイオード領域とを有し、
前記平面視において、前記ゲートパッドは、前記第４ダイオード領域と前記第５ダイオード領域との間に設けられており、
前記平面視において、前記被接合面は、前記ゲートパッドから離間しており、
前記平板部は、
前記平面視において前記第４ダイオード領域に重なっている第１部分と、
前記平面視において前記第５ダイオード領域に重なっている第２部分とを有し、
前記第２部分は、前記第１部分から離間している、請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記平面視において、前記ゲートパッドは、前記表面電極の中心に対して前記第１方向に設けられており、
前記平面視において、前記導電板部は、前記表面電極の中心に対して前記ゲートパッドと反対の方向に設けられている、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記配線部材は、前記平板部に連なっており、且つ前記導電板部とは異なる立ち上がり部を有し、
前記立ち上がり部は、前記平板部に対して前記表面電極から前記平板部に向かう方向に傾斜している、請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記平板部は、前記被接合面の反対にある表面を有し、
前記表面において、第１凹凸部が設けられている、請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記平板部は、前記平板部から前記表面電極に向かう方向に沿って凸状である凸部を有し、
前記凸部は、前記被接合面の一部を構成している、請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記平板部において、少なくとも１つ以上の貫通孔が設けられている、請求項２または請求項３に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記被接合面において、第２凹凸部が設けられており、
前記第２凹凸部は、前記接合部材に接している、請求項２または請求項３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】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）および逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＲＣ－ＩＧＢＴ：Reverse Conducting-Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子は、通電時、通電開始時および通電終了時に発熱する。この発熱によって、半導体素子が搭載されている半導体装置の寿命が短くなることがある。これによって、半導体装置の信頼性が低下する。従って、半導体素子の発熱によって生じた熱を放熱する技術が求められている。
【０００３】
半導体装置の一例として、特開２０２２－１５８０３７号公報（特許文献１）には、銅回路パターン上に配置されているＲＣ－ＩＧＢＴチップを有している半導体装置が記載されている。当該半導体装置において、ＲＣ－ＩＧＢＴの表面電極（エミッタ電極）にワイヤが接合されている。ワイヤは外部配線として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１５８０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＣ－ＩＧＢＴが短絡した場合、ＲＣ－ＩＧＢＴのＩＧＢＴ領域が発熱する。特に、表面電極に近いＩＧＢＴ領域の部分において熱が発生する。上記特許文献１に記載されている半導体装置によれば、ＲＣ－ＩＧＢＴの表面は、ワイヤを用いて外部と電気的に接続されている。従って、表面電極に近いＲＣ－ＩＧＢＴチップの部分において発生した熱は、十分に放熱されない。本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、表面電極に近い部分における放熱性を向上可能な半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体装置は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域と、複数のダイオード領域と、表面電極と、接合部材と、配線部材とを備えている。複数のダイオード領域は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域に接触している。表面電極は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域と複数のダイオード領域とに接触している。接合部材は、表面電極上に設けられている。配線部材は、接合部材によって表面電極に接合されている。絶縁ゲートバイポーラトランジスタ領域と複数のダイオード領域とは、逆導通絶縁ゲートバイポーラトランジスタを構成している。配線部材は、接合部材に接触している被接合面を有している。表面電極に垂直な方向に沿って見る平面視において、被接合面は、複数のダイオード領域の各々の少なくとも一部を覆っている。複数のダイオード領域は、第１ダイオード領域と、第２ダイオード領域と、第３ダイオード領域とを有している。平面視において、第２ダイオード領域は、第１ダイオード領域に対して第１方向に位置しており、且つ第１ダイオード領域から離間している。平面視において、第３ダイオード領域は、第１ダイオード領域に対して第１方向に垂直な第２方向に位置しており、且つ第１ダイオード領域および第２ダイオード領域の各々から離間している。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る半導体装置によれば、第２ダイオード領域は、第１ダイオード領域に対して第１方向に位置しており、且つ第３ダイオード領域は、第１ダイオード領域に対して第２方向に位置している。このため、絶縁ゲートバイポーラ領域から複数のダイオード領域へ熱を伝えつつ、配線部材を用いて放熱しやすくなる。これによって、表面電極に近い部分における放熱性を向上可能な半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す平面模式図である。
図１のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面模式図である。
半導体素子の構成を示す平面模式図である。
半導体素子の構成を示す断面模式図である。
実施の形態１の第１変形例に係る半導体素子の構成を示す平面模式図である。
実施の形態１の第２変形例に係る半導体素子の構成を示す平面模式図である。
実施の形態１の第３変形例に係る半導体装置の構成を示す平面模式図である。
実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す平面模式図である。
図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面模式図である。
実施の形態３に係る半導体素子の構成を示す平面模式図である。
実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す平面模式図である。
図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面模式図である。
実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す平面模式図である。
実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す平面模式図である。
実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す断面模式図である。
実施の形態６の変形例に係る半導体装置の構成を示す断面模式図である。
実施の形態７に係る半導体装置の構成を示す断面模式図である。
実施の形態８に係る半導体装置の構成を示す平面模式図である。
図１８のＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿った断面模式図である。
実施の形態９に係る半導体装置の構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１０】
実施の形態１．
（【００１１】以降は省略されています）

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