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公開番号2025160773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-23
出願番号2024063547
出願日2024-04-10
発明の名称窒化物半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 30/87 20250101AFI20251016BHJP()
要約【課題】ドレイン電極パッド、ソース電極パッド、およびゲート電極パッドにおける接続の信頼性の低下を抑制すること。
【解決手段】窒化物半導体装置は、窒化物トランジスタと、ドレインパッド71、ソースパッド72、およびゲートパッド73が設けられた第1面21と、第1面21を覆う有機絶縁層90と、を含む。有機絶縁層90は、ドレイン開口部91と、ソース開口部92と、ゲート開口部93と、を含む。各パッド71～73は、第1面21に設けられた第1金属層81と、第1金属層81よりも酸化しにくい材料によって構成され、第1金属層81を覆う第2金属層82と、を含む。ゲートパッド73のうちゲート開口部93によって露出されている部分、ソースパッド72のうちソース開口部92によって露出されている部分、およびドレインパッド71のうちドレイン開口部91によって露出されている部分は、第2金属層82である。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
ドレイン電極、ソース電極、およびゲート電極を有する窒化物トランジスタと、前記ドレイン電極と電気的に接続されたドレインパッド、前記ソース電極と電気的に接続されたソースパッド、および前記ゲート電極と電気的に接続されたゲートパッドが設けられた第１面と、を含む窒化物半導体チップと、
前記第１面を覆う有機絶縁層と、
を含み、
前記有機絶縁層は、
前記ドレインパッドを露出するドレイン開口部と、
前記ソースパッドを露出するソース開口部と、
前記ゲートパッドを露出するゲート開口部と、
前記ドレイン開口部と前記ソース開口部との間に設けられ、前記ドレインパッドと前記ソースパッドとを絶縁している第１絶縁部と、
を含み、
前記ドレインパッド、前記ソースパッド、および前記ソースパッドの各々は、
前記第１面に設けられた第１金属層と、
前記第１金属層よりも酸化しにくい材料によって構成され、前記第１金属層を覆う第２金属層と、
を含み、
前記ドレインパッドのうち前記ドレイン開口部によって露出されている部分は、前記第２金属層であり、
前記ソースパッドのうち前記ソース開口部によって露出されている部分は、前記第２金属層であり、
前記ゲートパッドのうち前記ゲート開口部によって露出されている部分は、前記第２金属層である
窒化物半導体装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記窒化物半導体チップの厚さ方向から視た平面視において、前記ドレイン開口部は、前記ドレインパッドの前記第１金属層よりも小さく、
前記有機絶縁層は、前記ドレインパッドの前記第１金属層の周縁と重なる位置に設けられ、前記ドレイン開口部を区画するドレインラップ部を含み、
前記平面視において、前記ドレインパッドの前記第２金属層は、前記ドレインパッドの前記第１金属層よりも小さく、
前記平面視において、前記ソース開口部は、前記ソースパッドの前記第１金属層よりも小さく、
前記有機絶縁層は、前記ソースパッドの前記第１金属層の周縁と重なる位置に設けられ、前記ソース開口部を区画するソースラップ部を含み、
前記平面視において、前記ソースパッドの前記第２金属層は、前記ソースパッドの前記第１金属層よりも小さい
請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記ドレインラップ部の厚さは、前記ドレインパッドの前記第２金属層の厚さよりも厚く、
前記ソースラップ部の厚さは、前記ソースパッドの前記第２金属層の厚さよりも厚い
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記ドレインパッドの前記第２金属層に接合された導電性のドレインクリップと、
前記ソースパッドの前記第２金属層に接合された導電性のソースクリップと、
を含む
請求項２に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記ドレインクリップの厚さは、前記ドレインラップ部の厚さよりも厚く、
前記ソースクリップの厚さは、前記ソースラップ部の厚さよりも厚い
請求項４に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記ドレインパッドの前記第２金属層と前記ドレインクリップとを接合する第１導電性接合材と、
前記ソースパッドの前記第２金属層と前記ソースクリップとを接合する第２導電性接合材と、
を含み、
前記第１導電性接合材は、前記ドレインクリップの側面に接しており、
前記第２導電性接合材は、前記ソースクリップの側面に接している
請求項５に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記第１導電性接合材のうち前記ドレインクリップの前記側面に接する部分の厚さは、前記ドレインラップ部の厚さよりも厚く、
前記第２導電性接合材のうち前記ソースクリップの前記側面に接する部分の厚さは、前記ソースラップ部の厚さよりも厚い
請求項６に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記第１導電性接合材は、前記有機絶縁層のうち前記ドレイン開口部を構成する側面に接しており、
前記第２導電性接合材は、前記有機絶縁層のうち前記ソース開口部を構成する側面に接している
請求項６に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記第１導電性接合材のうち前記ドレイン開口部の前記側面に接する部分の厚さは、前記ドレインラップ部の厚さ以下であり、
前記第２導電性接合材のうち前記ソース開口部の前記側面に接する部分の厚さは、前記ソースラップ部の厚さ以下である
請求項８に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記ドレインパッドおよび前記ソースパッドの各々は複数設けられており、
複数の前記ドレインパッドおよび複数の前記ソースパッドは、第１方向において１つずつ交互に配置されており、
前記ドレインクリップの厚さおよび前記ソースクリップの厚さの双方は、前記第１方向において隣り合う前記ドレインパッドと前記ソースパッドとの間の距離である第１パッド間距離よりも厚い
請求項４に記載の窒化物半導体装置。
（【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、窒化物半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、窒化物半導体を用いたＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）であるトランジスタと、トランジスタが載せられるリードフレームと、トランジスタを封止する封止樹脂と、を含む半導体デバイスが開示されている。トランジスタの表面には、５個のドレイン電極パッド、４個のソース電極パッド、および１個のゲート電極パッドが設けられている。ドレイン電極パッドは、リードフレームにおけるドレインフレームと電気的に接続されている。ソース電極パッドは、リードフレームにおけるソースフレームと電気的に接続されている。ゲート電極パッドは、リードフレームにおけるゲートフレームと電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６８２７７７６号公報
【０００４】
［概要］
ドレイン電極パッド、ソース電極パッド、およびゲート電極パッドにおける接続の信頼性の低下を抑制することが望ましい。
【０００５】
本開示の一態様の窒化物半導体装置は、ドレイン電極、ソース電極、およびゲート電極を有する窒化物トランジスタと、前記ドレイン電極と電気的に接続されたドレインパッド、前記ソース電極と電気的に接続されたソースパッド、および前記ゲート電極と電気的に接続されたゲートパッドが設けられた第１面と、を含む窒化物半導体チップと、前記第１面を覆う有機絶縁層と、を含み、前記有機絶縁層は、前記ドレインパッドを露出するドレイン開口部と、前記ソースパッドを露出するソース開口部と、前記ゲートパッドを露出するゲート開口部と、前記ドレイン開口部と前記ソース開口部との間に設けられ、前記ドレインパッドと前記ソースパッドとを絶縁している第１絶縁部と、を含み、前記ドレインパッド、前記ソースパッド、および前記ソースパッドの各々は、前記第１面に設けられた第１金属層と、前記第１金属層よりも酸化しにくい材料によって構成され、前記第１金属層を覆う第２金属層と、を含み、前記ドレインパッドのうち前記ドレイン開口部によって露出されている部分は、前記第２金属層であり、前記ソースパッドのうち前記ソース開口部によって露出されている部分は、前記第２金属層であり、前記ゲートパッドのうち前記ゲート開口部によって露出されている部分は、前記第２金属層である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、一実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の内部構成を示す概略平面図である。
図２は、図１のＦ２－Ｆ２線で窒化物半導体装置を切断した概略断面図である。
図３は、図１の窒化物半導体装置における窒化物半導体チップの概略斜視図である。
図４は、図３の窒化物半導体チップの概略平面図である。
図５は、図４の窒化物半導体チップの内部の配線構成を示す概略平面図である。
図６は、図５の窒化物半導体チップのトランジスタセルの概略平面図である。
図７は、図６のトランジスタセルの一部および配線の一部を拡大した概略平面図である。
図８は、図７のＦ８－Ｆ８線で窒化物半導体チップを切断した概略断面図である。
図９は、図４の窒化物半導体チップにおけるゲートパッドおよびその周辺を拡大した概略断面図である。
図１０は、図９のＦ１０－Ｆ１０線で窒化物半導体チップを切断した概略断面図である。
図１１は、図１０の窒化物半導体チップにおけるドレインパッドおよびその周辺を拡大した概略断面図である。
図１２は、図１０の窒化物半導体チップにおけるソースパッドおよびその周辺を拡大した概略断面図である。
図１３は、図９のＦ１３－Ｆ１３線で窒化物半導体チップを切断した概略断面図である。
図１４は、クリップを接合した状態の図９のＦ１０－Ｆ１０線で窒化物半導体チップを切断した概略断面図である。
図１５は、図１４のドレインクリップおよびその周辺を拡大した概略断面図である。
図１６は、一実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の製造工程を説明するための概略断面図である。
図１７は、図１６に示す工程に続く工程の概略断面図である。
図１８は、図１７に示す工程に続く工程の概略断面図である。
図１９は、図１８に示す工程に続く工程の概略断面図である。
図２０は、図１９に示す工程に続く工程の概略断面図である。
図２１は、変更例の窒化物半導体チップについて、クリップが接合された状態の概略断面図である。
図２２は、変更例の窒化物半導体チップにおけるドレインパッド、ソースパッド、およびその周辺を拡大した概略平面図である。
図２３は、変更例の窒化物半導体チップにおけるドレインパッド、ソースパッド、およびその周辺を拡大した概略平面図である。
図２４は、変更例の窒化物半導体チップにおけるドレインパッド、ソースパッド、およびその周辺を拡大した概略平面図である。
【０００７】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して本開示における窒化物半導体装置のいくつかの実施形態について説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするため、図面に示される構成要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするため、断面図ではハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するものに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【０００８】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図しない。
【０００９】
本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の選択肢の「１つ以上」を意味する。一例として、本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が２つであれば「１つの選択肢のみ」または「２つの選択肢の双方」を意味する。他の例として、本開示において使用される「少なくとも１つ」という表現は、選択肢の数が３つ以上であれば「１つの選択肢のみ」または「２つ以上の任意の選択肢の組み合わせ」を意味する。
【００１０】
本開示において使用される「Ａの寸法（幅、長さ）がＢの寸法（幅、長さ）と等しい」または「Ａの寸法（幅、長さ）とＢの寸法（幅、長さ）とが互いに等しい」とは、Ａの寸法（幅、長さ）とＢの寸法（幅、長さ）との差が例えばＡの寸法（幅、長さ）の１０％以内の関係も含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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