(57)【要約】【課題】半導体チップ全面に均一な荷重をかけることができ、半導体チップの表裏面の接合部を同時に加圧接合することが可能な半導体装置を得る。【解決手段】半導体装置は、基板と、基板上に搭載され、表面電極および表面電極の反対側に裏面電極を有する半導体チップと、半導体チップの表面電極に対向して配置されたリードフレームと、基板と半導体チップの裏面電極との間に形成された第１の接合部と、半導体チップの表面電極とリードフレームとの間に形成された第２の接合部と、を備え、リードフレームは、第２の接合部を介して表面電極と接続された電極部と、電極部間を連結するブリッジ部と、電極部の上面に形成された樹脂層とを有しており、樹脂層は、ブリッジ部の下面および電極部の下面における表面電極と接合されない部分に形成されたものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に搭載され、表面電極および前記表面電極の反対側に裏面電極を有する半導体チップと、
前記半導体チップの前記表面電極に対向して配置されたリードフレームと、
前記基板と前記半導体チップの前記裏面電極との間に形成された第１の接合部と、
前記半導体チップの前記表面電極と前記リードフレームとの間に形成された第２の接合部と、を備え、
前記リードフレームは、前記第２の接合部を介して前記表面電極と接続された電極部と、前記電極部間を連結するブリッジ部と、前記電極部の上面に形成された樹脂層とを有しており、
前記樹脂層は、前記ブリッジ部の下面および前記電極部の下面における前記表面電極と接合されない部分に形成されたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記リードフレームの前記半導体チップの上方に位置する部分は、前記電極部と前記樹脂層により同一の厚さに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記表面電極はゲート電極であり、
前記半導体チップの前記ゲート電極の上方に対応する位置の前記電極部には、ボンディングワイヤで接続するための開口部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記リードフレームに形成された前記樹脂層により形成されると共に、前記基板の外形側面に沿わせた位置に配置されたガイド部を有し、
前記ガイド部によって、前記基板との位置決めをおこなうことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記樹脂層は、前記基板上に形成された前記半導体チップの周囲の空間を封止する機能を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体チップは、ワイドバンドギャップ半導体材料により形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記ワイドバンドギャップ半導体材料は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料、ガリウムヒ素、およびダイヤモンドのうちのいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
絶縁基板上あるいは半導体チップの裏面側に焼結接合材料を供給する工程と、
前記半導体チップの前記裏面側と反対側の表面側、あるいは樹脂層を有するリードフレームの電極部下面に焼結接合材料を供給する工程と、
前記絶縁基板、前記半導体チップ、前記リードフレームを載置し、加熱加圧により接合する工程と、を備えた半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関するものであり、例えば、半導体チップと基板、半導体チップと外部端子とを電気的に接続した半導体装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのインバータ制御などに用いられる電力変換用半導体装置には、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ダイオード、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)などの縦型半導体チップが搭載されている。半導体チップの表裏面には、金属メタライズによる電極が形成されており、一般的な半導体装置の場合、半導体チップの裏面電極と基板とがはんだ接合部を介して接続されている。
【０００３】
このようなパワーモジュールに用いられる接合材料は、半導体チップの発熱量が増大する傾向にあるため高耐熱性能が望まれている。しかしながら、鉛フリーでかつ高耐熱性能を有するはんだ材は現状見出されていない。こうした中、はんだに代わり、金属粒子の焼結現象を利用した接合方法のパワーモジュールへの適用が検討されている。焼結接合技術に用いる接合材料は、金属粒子と有機成分から構成されている。この焼結接合材料は、金属粒子の焼結現象によって形成される多孔質形状の接合層により、被接合部材との金属結合を達成するものである。特許文献１では、１〜１００ｎｍのＡｇナノ粒子を含む接合材料を用いて、半導体チップの裏面電極を基板に接合する形態が用いられている。
【０００４】
上述の接合技術は、接合部の緻密化を十分に達成するために加圧力が必要である点が従来のはんだ接合と大きく異なる点である。この接合技術を用いる場合は、半導体チップの端部まで均一に加圧をかける必要がある。
焼結接合時に、半導体チップの端部まで均一に圧力がかからない場合は、接合部において接合不良が発生する恐れがある。半導体チップの裏面電極と基板とを接合する接合部と、半導体チップの表面電極とリードフレームとを接合する接合部とは、一般に接合面の形状が異なっている。そのため、従来は、各接合部に対して均一に加圧するために、半導体チップ表面に使い捨ての樹脂製クッション材を用いて圧力が均一になるように工夫を要していた。また、その樹脂製クッション材としては、耐熱性、適度な硬さの観点から、高価なフッ素樹脂板を用いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許２００７‐２１４３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示された半導体装置及び半導体装置の製造方法では、接合する時に半導体チップ全面に均一な加圧力を得るため、製造時に使い捨てのクッション材を使用しなければならず、生産性が悪く、コストが高くなる問題があった。
【０００７】
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、別途クッション材を使わなくても、半導体チップ全面に均一な荷重をかけることができ、半導体チップの表裏面の接合部を同時に加圧接合することが可能な半導体装置及び半導体装置の製造方法を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る半導体装置は、基板と、前記基板上に搭載され、表面電極および前記表面電極の反対側に裏面電極を有する半導体チップと、前記半導体チップの前記表面電極に対向して配置されたリードフレームと、前記基板と前記半導体チップの前記裏面電極との間に形成された第１の接合部と、前記半導体チップの前記表面電極と前記リードフレームとの間に形成された第２の接合部と、を備え、前記リードフレームは、前記第２の接合部を介して前記表面電極と接続された電極部と、前記電極部間を連結するブリッジ部と、前記電極部の上面に形成された樹脂層とを有しており、前記樹脂層は、前記ブリッジ部の下面および前記電極部の下面における前記表面電極と接合されない部分に形成されたものである。
また、この発明に係る半導体装置の製造方法は、絶縁基板上あるいは半導体チップの裏面側に焼結接合材料を供給する工程と、前記半導体チップの前記裏面側と反対側の表面側、あるいは樹脂層を有するリードフレームの電極部下面に焼結接合材料を供給する工程と、前記絶縁基板、前記半導体チップ、前記リードフレームを載置し、加熱加圧により接合する工程と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明による半導体装置及び半導体装置の製造方法によれば、接合時に加圧のかかるリードフレームの部分に樹脂層が形成されているので、別途クッション材を使わなくても、半導体チップ全面に均一な荷重をかけることができ、半導体チップの表裏面の接合部を同時に加圧接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る半導体装置の接合前の状態を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１における半導体装置の樹脂層を非表示とした状態を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る半導体装置を模式的に示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る半導体装置の接合前の状態を示す断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線の断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る半導体装置を模式的に示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る半導体装置のリードフレームを下から見た状態を示す斜視図である。
【図８】図７におけるリードフレームの樹脂層を非表示とした状態を示す斜視図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ線の断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る半導体装置を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線の断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る半導体装置を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ線の断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態４に係る半導体装置を模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１４のＥ−Ｅ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態１について説明する。なお、各図面において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
図１は、この発明の実施の形態１に係る半導体装置を模式的に示す斜視図であり、具体的には、半導体装置１における接合前のリードフレーム５と絶縁基板４を示す斜視図である。図１において、１Ａはリードフレーム５の斜視図であり、１Ｂは絶縁基板４の斜視図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る半導体装置を模式的に示す斜視図であり、図１の半導体装置１におけるリードフレーム５から樹脂層５ｃを非表示とした状態を示す斜視図である。図２において、２Ａはリードフレーム５の斜視図であり、２Ｂは絶縁基板４の斜視図である。さらにまた、図３は、この発明の実施の形態１に係る半導体装置を模式的に示す斜視図であり、リードフレーム５と絶縁基板４が接合された状態を示す斜視図である。
【００１２】
また、図４は、この発明の実施の形態１に係る半導体装置の接合前の状態を示す断面図であり、４Ａは、リードフレーム５の断面図であり、４Ｂは、絶縁基板４の断面図である。さらにまた、図５は、図３のＡ−Ａ線の断面図であり、リードフレーム５と絶縁基板４を接合した後の状態を示す。また、図６は、この発明の実施の形態１に係る半導体装置を模式的に示す平面図である。また、図７は、この発明の実施の形態１に係る半導体装置のリードフレームを下から見た状態を示す斜視図であり、図８は、図７のリードフレーム５における樹脂層５ｃを非表示とした状態を示す斜視図である。また、図９は、図７のＢ−Ｂ線の断面図である。
【００１３】
図１〜図３に示すように、この発明の実施の形態１に係る半導体装置１は、絶縁基板４上に半導体チップであるＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）２と半導体チップであるショットキーバリアダイオード（Schottky Barrior Diode：ＳＢＤ）３を備えている。絶縁基板４は、絶縁層４２の両側に電極４１、４３が形成されている。電極４１、４３は、例えば、Ｃｕから成る電極である。
また、リードフレーム５は、ＭＯＳＦＥＴ２およびショットキーバリアダイオード３の表面電極と接合される電極部５ａと、電極部５ａ間を接続するブリッジ部５ｂとを備えている。さらに、リードフレーム５には、電極部５ａの上面とブリッジ部５ｂの下面に樹脂層５ｃが形成されている。また、後述するが、電極部５ａの下面であって表面電極と接合されない部分においても樹脂層５ｃが形成されている。
【００１４】
図４〜図６に示すように、半導体チップであるＭＯＳＦＥＴ２の裏面電極であるドレイン電極２ｄとショットキーバリアダイオード３の裏面電極であるカソード電極３ｃは、それぞれ第１の接合部６ａと第３の接合部６ｃによって絶縁基板４の電極４１と接合されている。第１の接合部６ａと第３の接合部６ｃは、例えば、Ａｇ微粒子（ナノ粒子）を焼結して得られる多孔質状の接合材料である。
また、ＭＯＳＦＥＴ２の表面電極であるソース電極２ｓ、ゲート電極２ｇとショットキーバリアダイオード３の表面電極であるアノード電極３ａは、それぞれ第２の接合部６ｂと第４の接合部６ｄによって、リードフレーム５の電極部５ａと接合されている。第２の接合部６ｂと第４の接合部６ｄは、例えば、Ａｇ微粒子（ナノ粒子）を焼結して得られる多孔質状の接合材料である。リードフレーム５において、半導体チップの上方に位置すると共に、接合時に加圧力がかかる部分は、同一の厚さの金属部材と積層された樹脂層５ｃにより形成されている。具体的には、リードフレームの半導体チップの上方に位置する部分は、電極部５ａと樹脂層５ｃにより同一の厚さに形成されている。
【００１５】
図１、図４、図６に示すように、ＭＯＳＦＥＴ２の表面電極であるソース電極２ｓおよびゲート電極２ｇは、半導体チップ表面の一部に形成されているが、裏面電極であるドレイン電極２ｄは、半導体チップ裏面の全体に形成されている。よって、表面電極と裏面電極は、互いに形状、大きさが異なっている。
第１の接合部６ａの接合面は、裏面電極であるドレイン電極２ｄの形状に合わせた形状となっており、第２の接合部６ｂの接合面は、表面電極であるソース電極２ｓおよびゲート電極２ｇの形状に合わせた形状となっている。そのため、第１の接合部６ａと第２の接合部６ｂの接合面の形状も互いに異なっている。
ショットキーバリアダイオード３においても同様に、裏面電極であるカソード電極３ｃと表面電極であるアノード電極３ａは、互いに形状が異なっており、第３の接合部６ｃと第４の接合部６ｄの接合面の形状も互いに異なっている。
【００１６】
ＭＯＳＦＥＴ２とショットキーバリアダイオード３の基板の材質は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、ダイヤモンド（Ｃ）などのワイドバンドギャップ半導体材料で形成されている。なお、ＭＯＳＦＥＴ２とショットキーバリアダイオード３の一方または両方がケイ素（Ｓｉ）で形成された基板からなる半導体チップであってもよい。また、絶縁基板４上に形成された半導体チップは、ＭＯＳＦＥＴ２、ショットキーバリアダイオード３に限られたものではなく、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：ＩＧＢＴ）など他の種類の半導体チップであってもよい。また半導体チップの数は２個に限られたものではなく、１個あるいは３個以上であってもよい。
なお、この発明の実施の形態１の説明においては、絶縁基板４の電極４３側（半導体チップの搭載面の反対側）に設けられるヒートスプレッダのような放熱部材、あるいは半導体チップを覆う封止体やケース等、一般的な半導体装置に設けられる部材についての記載については省略している。また、電極４３の代わりに、絶縁基板４に直接放熱部材が接合されていても良い。
【００１７】
絶縁基板４は、絶縁層４２の両面に電極４１、４３が形成されているが、この発明の実施の形態１では、絶縁層４２として、例えば窒化珪素セラミック板を用いている。また、前述のとおり、電極としてはＣｕ電極などの導電層を用いている。また、電極４１、４３の材質としては、Ｃｕに限られたものではなく、良好に半導体チップの各々の電極と接合することが可能であればよく、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）のいずれか、またはそれらの合金からなるメタライズ層が最表面に設けられていても良い。絶縁層４２には、窒化珪素にかぎらずアルミナ、窒化アルミニウムなどを用いることができる。発熱量の大きな電力用半導体装置全体の放熱の観点から、絶縁層４２は、熱伝導率２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料を用いることが望ましく、熱伝導率７０Ｗ／ｍ・Ｋ上の材料がさらに望ましい。
【００１８】
前述したとおり、接合部である第１の接合部６ａ〜第４の接合部６ｄは、Ａｇナノ粒子を焼結して得られる。焼結現象を利用した接合材料は、ナノメーターレベルの金属微粒子（金属ナノ粒子）の反応性により、その金属がバルクで示す融点よりも低い温度で焼結する現象を利用した焼結接合材料である。金属ナノ粒子は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）などの貴金属に分類される単体の金属でも、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｃｕなどの合金組成のどちらでも用いることができる。特に、金属ナノ粒子としては、焼結を阻害しないように酸化しにくい金属であって、利用し易く妥当なコストであるＡｇが好ましい。
【００１９】
金属ナノ粒子は、その反応性の高さから、常温でも接触するだけで焼結が進行する。そのため、焼結接合材料では、金属ナノ粒子が凝集して焼結反応が進行するのを抑制するため、金属ナノ粒子間を独立した状態で分散保持するための有機保護膜によって被覆されている。上述した焼結接合材料は、有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が有機成分中に分散されてペースト状になったもの、あるいはペーストを乾燥させたシート状の材料である。また、絶縁基板４の電極４１、４３が、酸化しやすいＣｕ、Ｎｉからなる場合は、酸化皮膜を除去でき、かつ接合温度以下で揮発することできる還元剤が含まれることが望ましい。これらの接合材料中に含まれる各種有機成分は、接合温度である２５０℃以下で揮発または分解脱離することができるものを用いる。
【００２０】
前述した接合材料を所望の被接合部材間に供給し、加熱することで焼結接合を達成するものである。このとき、このような金属ナノ粒子を含有した焼結接合材料は、有機成分の分解とナノ粒子の焼結によって、初期の供給時の体積に対して、接合後の接合部の体積は約１／２〜１／４程度に減少する。そのため、ボイドの少ない信頼性の高い接合部を得るためには、接合時に加圧しながら加熱することが望ましい。こうして得られる接合部である第１の接合部６ａ〜第４の接合部６ｄは、焼結体特有のサブミクロンサイズの微小な気孔が多数均一に分散した組織形態を示す。得られた接合部である第１の接合部６ａ〜第４の接合部６ｄは、気孔を多数含むが、充填率が８０％以上で、かつ、結晶粒径が平均１５０ｎｍ以下と微細である場合、さらに良好な接合信頼性が得られる。接合部の良好な接合金属組織を実現するために、用いられる接合材料に含まれるＡｇナノ粒子の一次粒子の平均粒径は、例えば１〜５０ｎｍの範囲が良い。
【００２１】
焼結接合時の加圧は、例えば図４において、半導体装置１の上下を平らな板状の金型で挟み込み、プレス機械等で上下から圧力をかけることで行う。
リードフレーム５は、金属部材と樹脂層５ｃからなり、金属部材は電極部５ａとブリッジ部５ｂから構成されている。電極部５ａは、ＭＯＳＦＥＴ２の表面電極であるソース電極２ｓ、ゲート電極２ｇおよびショットキーバリアダイオード３の表面電極であるアノード電極３ａの位置に対応して配置されている。複数の電極部５ａは、ブリッジ部５ｂによって連結されている。ＭＯＳＦＥＴ２およびショットキーバリアダイオード３の表面電極であるソース電極２ｓ、ゲート電極２ｇ、アノード電極３ａに電極部５ａが接触して接続されている。半導体チップの端部は、絶縁部となっている。絶縁部の絶縁性を確保するために、リードフレーム５は、半導体チップの端部と一定の距離をあける必要がある。そこで、ブリッジ部５ｂは、電極部５ａと電極部５ａの間に形成されるとともに、半導体チップとは反対側に向かって突出して形成されており、段差をもたせた構造となっている。
【００２２】
これらの金属部材は、生産性を考慮すると、曲げ、打ち抜きといったプレス工程により製造されることが望ましいが、機械加工やレーザ加工等、種々の成形加工を用いることができる。また、その材質は、導電性とコストの観点からＣｕが望ましいが、それ以外にもＡｌ、Ｆｅ、Ａｕ、Ａｇ等導電性とコストの観点から適宜選択することが可能である。ただし、この場合、接合部である第１の接合部６ａ〜第４の接合部６ｄとの接合性を勘案すると、電極部５ａにおいて、半導体チップの表面電極と対向し第２の接合部６ｂ、第４の接合部６ｄで接続される部分には、良好に接合することが可能なＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕのいずれか、またはそれらの合金からなるメタライズ層が最表面に設けられている必要がある。
【００２３】
リードフレーム５を構成する樹脂層５ｃは、図１に示すように、電極部５ａとブリッジ部５ｂとの段差を埋め、リードフレーム５の上面が概ね平らになるように電極部５ａの上方を覆った状態で形成されている。また、樹脂層５ｃは、ブリッジ部５ｂの下方および電極部５ａの下方を覆うように積層されているとともに、その他の隙間にも樹脂層５ｃが充填されている。ただし、半導体チップであるＭＯＳＦＥＴ２のソース電極２ｓ、ゲート電極２ｇ、半導体チップであるショットキーバリアダイオード３のアノード電極３ａに対向する位置においては、金属部材である電極部５ａが露出するように、樹脂層５ｃの最下面には開口部が設けられている。開口部の形状は、対向する半導体チップの表面電極の形状である。
【００２４】
これにより、図７に示すように、電極部５ａと樹脂層５ｃと開口部で囲まれた空間が形成される。リードフレーム５の下面は、これらの空間を除いて概ね平らになっている。開口部には、電極部５ａの電極部下面５ｆが露出している。リードフレーム５と絶縁基板４の接合後、これら開口部の空間には、図５に示すように、第２の接合部６ｂ、第４の接合部６ｄが収容される。
ここで、比較例としての従来の半導体装置（図示なし）においては、半導体装置の上下を加圧する時に、裏面電極側の接合部と表面電極側の接合部の接合面の形状が互いに異なっているために、クッション材の使用もなく、この発明の実施の形態１のように樹脂層が形成されてない場合においては、接合部に対して均一に加圧することができない。つまり、この比較例としての従来の半導体装置の場合では、裏面電極側の接合部の接合面の形状が、表面電極側の接合部の接合面の形状より大きいため、クッション材の使用もなく、この発明の実施の形態１のように樹脂層が形成されていない場合においては、裏面電極側の接合部と表面電極側の接合部に対して均一に加圧することができないものである。
【００２５】
一方、この発明の実施の形態１に係る半導体装置においては、リードフレーム５に樹脂層５ｃが前述のとおり配置されているので、半導体装置の製造工程において、半導体装置１を加圧しながら接合するとき、半導体チップの表面電極であるソース電極２ｓ、ゲート電極２ｇ、アノード電極３ａ上の第２の接合部６ｂおよび第４の接合部６ｄと、半導体チップ表面の各電極以外の面を、同時に均一に加圧することができる。
これにより、半導体チップの表裏面の各電極を絶縁基板４およびリードフレーム５に対して良好に接合部を介して加圧接合することが可能となる。また、リードフレーム５の上面と下面が、第２の接合部６ｂと第４の接合部６ｄを収容する空間を除いて概ね平らになっているために、半導体装置１の上下を平らな板状の金型で挟み込み、プレス機械等で上下から圧力をかける際に、より均一に圧力をかけることができる。
【００２６】
図９に示すように、この発明の実施の形態１においては、求める加圧力の均一性に応じて、樹脂層５ｃの材質、電極部５ａの電極部下面５ｆと樹脂層５ｃの樹脂層下面５ｇとの段差量５ｈ、を適正に選択することができる。樹脂層５ｃは、耐熱性とクッション性ならびに製品動作時の耐電圧性能を満足するため、ポリイミド系、ポリイミドアミド系、エポキシ系、シリコーン系、フッ素樹脂系、液晶ポリマー系などから適宜選択することができる。
また、電極部５ａの電極部下面５ｆと樹脂層５ｃの樹脂層下面５ｇとの段差量５ｈは、半導体チップ表面の接合部である第２の接合部６ｂおよび第４の接合部６ｄの接合膜厚と同等か若干それ以上の膜厚で均一化の効果が得られやすい。すなわち、接合膜厚が、たとえば５０μｍの場合、電極部５ａの電極部下面５ｆと樹脂層５ｃの樹脂層下面５ｇとの段差量５ｈは、５０〜１００μｍ程度が望ましい。この発明の実施の形態１においては、リードフレーム５と絶縁基板４を接合するための加圧時には、樹脂層５ｃがクッション効果を発揮し変形することで、全体に均等な加圧力を得ることができる。
【００２７】
この発明の実施の形態１の半導体装置の製造方法においては、絶縁基板４上あるいは半導体チップの裏面側に焼結接合材料を供給する工程と、半導体チップの裏面側と反対側の表面側、あるいは樹脂層５ｃを有するリードフレーム５の電極部下面５ｆに焼結接合材料を供給する工程と、絶縁基板４、半導体チップ、リードフレーム５を載置面に載置し、加熱加圧により接合する工程とを有している。
焼結接合後には、適宜配線を設けた後、従来と同様にエポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂などの封止樹脂で全体を封止される。
【００２８】
このように、この発明の実施の形態１にかかる半導体装置においては、リードフレーム５が電極部５ａとそれらを接続するブリッジ部５ｂからなり、電極部５ａの上面に樹脂層５ｃが回り込んだ状態で形成されている。さらに、樹脂層５ｃは、ブリッジ部５ｂの下面と、電極部５ａの下面であって半導体チップの各々の表面電極と接合されない部分に回り込んだ状態で形成されている。これにより、半導体チップの表面電極と裏面電極を接続する接合部を良好に加圧しながら接合することができる。つまり、この発明の実施の形態１における半導体装置では、リードフレーム５の電極部５ａおよび樹脂層５ｃを介して半導体チップ表面全体を均一に加圧できるので、半導体チップ表裏面の焼結接合部を均一に加圧し、良好な接合部を得ることができる。
【００２９】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２に係る半導体装置を模式的に示す斜視図である。また、図１１は、図１０のＣ−Ｃ線の断面図である。図１０および図１１に示すように、実施の形態２においては、ＭＯＳＦＥＴ２のゲート電極２ｇをリードフレーム５と接合せず、別途ワイヤ７により接続する。このとき、ＭＯＳＦＥＴ２のゲート電極２ｇを別途ワイヤボンドするため、ゲート電極２ｇの位置に対応した電極部５ａの一部に開口部５ｄが設けられている。これにより、焼結接合後に開口部５ｄからワイヤボンディングし、ゲート電極２ｇを外部端子に接合することができる。
このように、この発明の実施の形態２によれば、リードフレーム５の電極部５ａのうち、ゲート電極２ｇに対応した位置に開口部５ｄが設けられており、ワイヤボンディングにより外部端子と接続する構造としたため、高耐熱性がそれほど求められないゲート電極２ｇの接合材料を安価なワイヤ７で代替できる。
【００３０】
また、この発明の実施の形態２によれば、ＭＯＳＦＥＴ２の表面電極であるソース電極２ｓとゲート電極２ｇをともに加圧接合する場合に比べて、両電極間の接合材料のはみ出しによる短絡のリスクを低減することができ、歩留りを向上することできる。
同時に、この発明の実施の形態２にかかる半導体装置では、ゲート電極２ｇの接合材料を通常のボンディングワイヤで代用できるので、ワイヤに対して比較的高価な場合が多い接合材料の使用量を抑える効果も得られる。
【００３１】
実施の形態３．
図１２は、この発明の実施の形態３に係る半導体装置を模式的に示す斜視図である。また、図１３は、図１２のＤ−Ｄ線の断面図である。図１２および図１３に示すように、実施の形態３においては、リードフレーム５の樹脂層５ｃに、絶縁基板４との位置決めのためのガイド部５ｅが設けられている。
ガイド部５ｅは、絶縁基板４の外形面等に沿わせる位置に配置されているので、リードフレーム５と絶縁基板４との位置合わせを簡便に行うことができる。
【００３２】
また、ＭＯＳＦＥＴ２、ショットキーバリアダイオード３である半導体チップの周囲にも同様に、半導体チップの側面に沿うようにガイド部５ｅが設けられていれば、半導体チップ、絶縁基板４、リードフレーム５の位置を合わせることができ、製品精度の向上、ならびに組み付け作業の簡略化が期待できる（図示なし）。
ガイド部５ｅは、樹脂層５ｃと同一の樹脂材料であってもよいし、別途接合された樹脂部材であってもよい。
このように、この発明の実施の形態３に係る半導体装置では、リードフレーム５の位置決めの簡素化による生産性の向上と位置精度向上の効果が期待できる。
【００３３】
実施の形態４．
図１４は、この発明の実施の形態４に係る半導体装置を模式的に示す斜視図である。また、図１５は、図１４のＥ−Ｅ線の断面図である。図１４および図１５に示すように、実施の形態４においては、リードフレーム５の樹脂層５ｃが、絶縁基板４上の半導体チップ周囲の空間を封止する機能を持つことである。樹脂層５ｃは、接合時に軟化・変形し、半導体チップ周囲の空間に流動し封止することができる。そうすることで、従来、ポッティングやトランスファーモールド等の手法により封止していた工程を省略することができる。
【００３４】
絶縁封止の機能をもたせる必要があるため、この発明の実施の形態４にかかるリードフレーム５の材質は、加熱加圧接合時に流動性を有するものが好適であり、熱可塑性樹脂であることが望ましい。
このように、この発明の実施の形態４にかかる半導体装置においては、樹脂封止工程の削減による生産性の向上の効果が期待できる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  半導体装置、２  ＭＯＳＦＥＴ、２ｓ  ソース電極、２ｇ  ゲート電極、２ｄ  ドレイン電極、３  ショットキーバリアダイオード、３ａ  アノード電極、３ｃ  カソード電極、４  絶縁基板、４１  電極、４２  絶縁層、４３  電極、５  リードフレーム、５ａ  電極部、５ｂ  ブリッジ部、５ｃ  樹脂層、５ｄ  開口部、５ｅ  ガイド部、５ｆ  電極部下面、５ｇ  樹脂層下面、５ｈ  段差量、６ａ  第１の接合部、６ｂ  第２の接合部、６ｃ  第３の接合部、６ｄ  第４の接合部、７  ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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