【手続補正書】
【提出日】平成28年4月25日(2016.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路パターン上に搭載され、第１の一方及び他方電極領域を有する第１の半導体素子と、
第２の回路パターン上に前記第１の半導体素子から独立して搭載され、第２の一方及び他方電極領域を有する第２の半導体素子とを備え、前記第１の半導体素子の前記第１の一方電極領域は中間接続点を介して前記第２の半導体素子の前記第２の他方電極領域に電気的に接続され、
前記第１及び第２の半導体素子のうち少なくとも一つの半導体素子はダイオードであり、
前記第１の一方電極領域の前記第１の他方電極領域に対する第１の上下関係と、前記第２の他方電極領域の前記第２の一方電極領域に対する第２の上下関係とが一致するように、前記第１及び第２の半導体素子を形成したことを特徴とする、
半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の半導体素子は第１及び第２のダイオードであり、
前記第１及び第２の一方電極領域はアノード領域であり、前記第１及び第２の他方電極領域はカソード領域であり、
前記中間接続点から前記第１の他方電極領域にかけて通電する、
半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の回路パターンは互いに独立して設けられ、
前記第１及び第２の上下関係は、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方電極領域が共に上方に配置される上下関係を含み、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方電極領域間は上方に設けられた導電部材により電気的に接続されることを特徴とする、
半導体装置。
【請求項４】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の回路パターンは同一の共通回路パターンを含み、
前記第１及び第２の上下関係は、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方電極領域が共に下方に配置される上下関係を含み、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方電極領域間は前記共通回路パターンの表面に設けられた電気的接続部を介して電気的に接続される、
半導体装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の半導体装置であって、
前記第１のダイオードは複数の第１のダイオードを含み、
前記第２のダイオードは前記複数の第１のダイオードに対応して設けられる複数の第２のダイオードを含み、
前記中間接続点は前記複数の第１及び第２のダイオードに対応して設けられる複数の中間接続点を含む、
半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記第１の半導体素子はスイッチング素子であり、前記第２の半導体素子はダイオードであり、
前記第２の一方電極領域はアノード領域であり、前記第２の他方電極領域はカソード領域であり、
前記第１の他方電極領域から前記中間接続点にかけて通電し、
前記第１及び第２の回路パターンは互いに独立して設けられ、
前記第１及び第２の上下関係は、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方電極領域が共に上方に配置される上下関係を含み、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方電極領域間は上方に設けられた導電部材により電気的に接続されることを特徴とする、
半導体装置。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記第１の半導体素子はダイオードであり、前記第２の半導体素子はスイッチング素子であり、
前記第１の一方電極領域はアノード領域であり、前記第１の他方電極領域はカソード領域であり、
前記中間接続点から前記第１の他方電極領域にかけて通電し、
前記第１及び第２の回路パターンは同一の共通回路パターンを含み、
前記第１及び第２の上下関係は、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方電極領域が共に下方に配置される上下関係を含み、前記第１の一方電極領域及び前記第２の他方極領域間は前記共通回路パターンの表面に設けられた電気的接続部により電気的に接続される、
半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の半導体素子はワイドバンドギャップ材料を用いて形成されることを特徴とする、
半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
同図に示すように、Ｐパターン５５、Ｎパターン５６Ａ、Ｎパターン５６Ｂ、及び中間パターン５７をコンバータ回路用の回路パターンとして設け、Ｐパターン５５上に表面アノード領域６０Ａを上方に有するダイオードＤ１（用のチップ）を搭載し、Ｎパターン５６Ａ上に表面アノード領域７０Ａを上方に有するダイオードＤ２（用のチップ）を搭載している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
その結果、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２により構成され、中間端子３からＰ端子１にかけて通電し、例えば、中間端子３より交流入力信号を受け、Ｐ端子１（ダイオードＤ１０のカソード）より、Ｎ端子２（ダイオードＤ２０のアノード）を基準とした直流出力信号が得られるコンバータ回路として機能するパワーモジュールの回路面積を小さくすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
図２(b)は、図２(a) で示したコンバータ回路を実現するための具体的な構成を示している。すなわち、Ｐパターン５及びＮパターン６をコンバータ回路用の回路パターンとして有している。なお、中間端子３１〜３３用の回路パターンはワイヤ等で代用可能なため、図示することなく、単に中間端子３１〜３３のみ示している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
具体的には、表面アノード領域１１Ａ〜１３Ａと表面カソード領域２１Ｋ〜２３Ｋとは上方に設けられたワイヤ２５（導電部材）により電気的接続を図ることにより、回路面積の縮小化を図ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
同図に示すように、共通パターン４１上にダイオードＤ１１及びＤ２１（用のチップ）が搭載され、ダイオードＤ１１は上方に表面カソード領域１１Ｋ、下方に裏面アノード領域１１ＢＡを有する第１の上下関係で形成され、ダイオードＤ２１は上方に表面アノード領域２１Ａ、下方に裏面カソード領域２１ＢＫを有する第２の上下関係で形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
そして、ダイオードＤ１１の裏面アノード領域１１ＢＡとダイオードＤ２１の裏面カソード領域２１ＢＫとは共通パターン４１の表面に設けられた接続パターン４１ＣＰ（電気的接続部）のみを介して電気的に接続される。同様にして、ダイオードＤ１２の裏面アノード領域１２ＢＡ（図示せず）とダイオードＤ２２の裏面カソード領域２２ＢＫ（図示せず）とは共通パターン４２の表面に設けられた接続パターン４２ＣＰ（電気的接続部）のみを介して電気的に接続され、ダイオードＤ１３の裏面アノード領域１３ＢＡ（図示せず）とダイオードＤ２３の裏面カソード領域２３ＢＫ（図示せず）とは共通パターン４３の表面に設けられた接続パターン４３ＣＰ（電気的接続部）のみを介して電気的に接続される。なお、図３(b)及び図４で示した接続パターン４１ＣＰ〜４３ＣＰ、３７ＣＰ、及び３８ＣＰは模式的に示したにすぎず、実際の形状とは必ずしも一致しない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
このように、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３の表面カソード領域１１Ｋ〜１３Ｋと、ダイオードＤ２１〜Ｄ２３の表面アノード領域２１Ａ〜２３Ａとは、共通パターン４１〜４３の表面に設けられた３つの接続パターン４１ＣＰ〜４３ＣＰにより電気的に接続される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
そして、共通パターン４１〜４３に設けた裏面アノード領域１１ＢＡ〜１３ＢＡと裏面カソード領域２１ＢＫ〜２３ＢＫとを共通パターン４１〜４３の表面に設けた接続パターン４１ＣＰ〜４３ＣＰのみにより行うことができるため、図８で示した従来構造に比べて回路パターン数の減少による回路面積の縮小とワイヤまたはリードボンドの削減が可能となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
図３と図８との比較から分かるように、実施の形態２では必要最小限となる回路パターン数は３枚（共通パターン４１〜４３）であるのに対し、従来構成では４枚（Ｐパターン５５、Ｎパターン５６１〜５６３）となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
また、従来構成は、裏面カソード領域７１ＢＫ〜７３ＢＫ及び表面アノード領域６１Ａ〜６３Ａとの電気的接続用にＮパターン５６１〜５６３の表面に接続パターン５６１ＣＰ〜５６３ＣＰを設け、また、表面アノード領域７１Ａ〜７３Ａ及びＮ端子２間をワイヤ２５Ｘによる電気的接続を行う必要があるのに対し、実施の形態２では接続パターン４１ＣＰ〜４３ＣＰのみにより行うことができる分、回路面積やワイヤ等の金属配線箇所を少なくすることができる。このため、回路面積の縮小効果、金属配線個所の削減により組立時間の短縮効果を発揮することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
上述したように、実施の形態２のパワーモジュールは、電気的接続が必要な裏面アノード領域１１ＢＡ〜１３ＢＡの表面カソード領域１１Ｋ〜１３Ｋに対する第１の上下関係と、裏面カソード領域２１ＢＫ〜２３ＢＫの表面アノード領域２１Ａ〜２３Ａに対する第２の上下関係が、共に下方で一致するように、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３及びダイオードＤ２１〜Ｄ２３を形成したことを特徴としている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
図５(b) において、図５(a) で示した降圧チョッパ回路を実現するための具体的な構成を示している。すなわち、トランジスタパターン８（第１の回路パターン）及びダイオードパターン９（第２の回路パターン）を降圧チョッパ回路用の回路パターンとして設けている。これらトランジスタパターン８及びダイオードパターン９は例えば図示しない基板上に互いに独立して形成される。なお、Ｎ端子１０２及び中間端子１０３用の回路パターンはワイヤ等で代用可能なため、図示することなく、単にＮ端子１０２及び中間端子１０３のみ示している。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
表面エミッタ領域１８Ｅ及び表面カソード領域１９Ｋ間が上方に設けられたワイヤ２５（導電部材）により電気的に接続されている。また、表面カソード領域１９Ｋ及び中間端子１０３間が上方に設けられたワイヤ２５により電気的に接続され、表面カソード領域１９Ｋの下方に位置する裏面アノード領域１９ＢＡ（図示せず）がダイオードパターン９の表面に設けられ、裏面アノード領域１９ＢＡと電気的に接続する接続パターン（図示せず）及びワイヤ２５を介して裏面アノード領域１９ＢＡがＮ端子２に電気的に接続される。また、表面ゲート領域１８Ｇはゲート端子１０４に電気的に接続される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
上述したように、実施の形態３のパワーモジュールは、電気的接続が必要な表面エミッタ領域１８Ｅの対応するコレクタ領域に対する第１の上下関係、及び表面カソード領域１９Ｋの対応するアノード領域に対する第２の上下関係が、共に上方で一致するようにＩＧＢＴ５１及びダイオードＤ２０を形成したことを特徴としている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
実施の形態３のパワーモジュールは上記特徴を有することにより、共通の上下関係で形成された表面エミッタ領域１８Ｅ及び表面カソード領域１９Ｋ間における電気的接続を比較的簡単に行うことができる分、装置内の回路面積の縮小化を図ることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
そして、表面エミッタ領域９５Ｅの下方に位置する裏面コレクタ領域９５ＢＣ（図示せず）と表面アノード領域９３Ａとの電気的接続は以下のように行われる。裏面コレクタ領域９５ＢＣに電気的に接続される接続パターン９４ＣＰをトランジスタパターン９４の表面に設け、この接続パターン９４ＣＰ及び表面エミッタ領域９５Ｅ間を上方に設けられたワイヤ２５により電気的に接続する。また、図６(c) において接続パターン９４ＣＰは模式的に示したにすぎず、実際の形状とは必ずしも一致しない。