(57)【要約】【課題】  半導体素子と冷却器の間の熱抵抗が小さく、半導体素子と冷却器の間の熱応力が緩和された半導体装置を提供すること。【解決手段】  半導体装置１０は、冷却器２０と、その冷却器２０上に形成されているポリイミド系樹脂層３０と、そのポリイミド系樹脂層３０上に形成されている導電性積層４０と、その導電性積層４０上に設置されている半導体素子６０を備えている。導電性積層４０は、導電性下層４２、導電性中間層４４、導電性上層４６を有している。導電性下層４２には、銅が用いられている。導電性中間層４４には、モリブテンが用いられている。導電性上層４６には、銅が用いられている。【選択図】  図１
2007173504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を実装するためのモジュールであり、
冷却器と、
その冷却器上に形成されているポリイミド系樹脂層と、
そのポリイミド系樹脂層上に形成されている導電性積層を備えており、
前記導電性積層は、導電性下層、導電性中間層、導電性上層を有し、
導電性下層は、銅又はアルミニウムであり
導電性中間層は、モリブテンであり、
導電性上層は、銅又はアルミニウムであることを特徴とするモジュール。
【請求項２】
導電性下層と導電性上層の厚みは略一致しており、
導電性中間層の厚みは、導電性下層及び導電性上層の厚みの５〜１２倍であることを特徴とする請求項１のモジュール。
【請求項３】
導電性積層の厚みは、０．０５〜５mmであることを特徴とする請求項１又は２のモジュール。
【請求項４】
半導体素子が実装されている半導体装置であり、
冷却器と、
その冷却器上に形成されているポリイミド系樹脂層と、
そのポリイミド系樹脂層上に形成されている導電性積層と、
その導電性積層上に形成されている半導体素子を備えており、
前記導電性積層は、導電性下層、導電性中間層、導電性上層を有し、
導電性下層は、銅又はアルミニウムであり
導電性中間層は、モリブテンであり、
導電性上層は、銅又はアルミニウムであることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
導電性下層と導電性上層の厚みは略一致しており、
導電性中間層の厚みは、導電性下層及び導電性上層の厚みの５〜１２倍であることを特徴とする請求項４の半導体装置。
【請求項６】
導電性積層の厚みは、０．０５〜５mmであることを特徴とする請求項４又は５の半導体装置。
【請求項７】
半導体素子上に形成されている第２の導電性積層をさらに備えており、
第２の導電性積層は、第２の導電性下層、第２の導電性中間層、第２の導電性上層を有し、
第２の導電性下層は、銅又はアルミニウムであり
第２の導電性中間層は、モリブテン又は鉄とニッケルの合金であり、
第２の導電性上層は、銅又はアルミニウムであることを特徴とする請求項４〜６のいずれかの半導体装置。
【請求項８】
半導体素子にＧａＮ系又はＳｉＣ系の半導体材料が用いられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかの半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を実装するためのモジュールに関する。本発明はまた、半導体素子が実装されている半導体装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）など）を利用して、電流のオン・オフを経時的に切り換える半導体装置は、様々な場面で用いられている。例えば、車載用のモータに供給する電流を経時的に切替えるためのインバータ用の半導体装置が知られている。この種のインバータ用の半導体装置は、エンジンの近くに設けられていることが多い。このため、インバータ用の半導体装置には、熱に対しての対策を講じる必要がある。
ここで、本明細書では、半導体素子を実装するための構造物をモジュールといい、そのモジュールに半導体素子が実装された構造物を半導体装置ということに留意されたい。
【０００３】
図３に、従来のインバータ用の半導体装置２００の要部断面図を模式的に示す。半導体装置２００は、冷却器２２０と、絶縁性基板２８０と、半導体素子２６０を備えている。冷却器２２０は、水冷式であり、図示しない水路を内部に備えている。絶縁性基板２８０は、アルミニウム下層２８２と、窒化アルミニウム層２８４と、アルミニウム上層２８６を備えている。半導体素子２６０は縦型素子であり、電流は素子内を縦方向に流れる。冷却器２２０と絶縁性基板２８０は、はんだ層２７０によって接合されている。絶縁性基板２８０と半導体素子２６０は、はんだ層２５０によって接合されている。半導体素子２６０の表面側電極は、表面側電極用ワイヤ２６２に電気的に接続されている。半導体素子２６０のゲート電極は、ゲート電極用ワイヤ２６４に電気的に接続されている。半導体素子２６０の裏面側電極は、アルミニウム上層２８６を介して裏面側電極用ワイヤ２８８に電気的に接続されている。
【０００４】
アルミニウム上層２８６は、半導体素子２６０の裏面側電極と裏面側電極用ワイヤ２８８を電気的に接続するために必要である。また、アルミニウム下層２８２は、アルミニウム上層２８６と対を成して形成されている。アルミニウム上層２８６とアルミニウム下層２８２の組は、絶縁性基板２８０の反りや変形を抑えることができる。絶縁性基板２８０の窒化アルミニウム層２８４は、半導体素子２６０と冷却器２２０を電気的に絶縁している。
【０００５】
この種の半導体装置２００では、次の２つの特徴を備えた構造が必要とされている。
第１に、半導体装置２００では、半導体素子２６０と冷却器２２０の間に、両者間を電気的に絶縁するための構造が必要である。インバータ用半導体装置２００に利用される半導体素子２６０は、大電流を扱うために縦型の構造を備えている。このため、半導体素子２６０の裏面側には、裏面側電極が形成されている。さらに、半導体装置２００に利用される冷却器２２０には、アルミニウム又は銅等の金属が用いられていることが多い。したがって、半導体素子２６０と冷却器２２０の間には、両者間を電気的に絶縁するための構造が必要である。半導体装置２００では、絶縁性基板２８０の窒化アルミニウム層２８４が、半導体素子２６０と冷却器２２０を電気的に絶縁分離している。
第２に、半導体装置２００では、半導体素子２６０と冷却器２２０の間の熱応力を緩和する構造が必要である。冷却器２２０の材料には、アルミニウム又は銅等の金属が用いられている。アルミニウム及び銅の熱膨張係数は大きく、概ね17〜23ppm/℃である。一方、半導体素子２６０の半導体材料にはSi、SiC、GaNなどが用いられており、その熱膨張係数は概ね3〜4ppm/℃である。したがって、半導体素子２６０と冷却器２２０の間には、大きな熱膨張係数の差が存在している。この熱膨張係数の差に基づいて、半導体素子２６０と冷却器２２０の間に熱応力が発生する。半導体装置２００では、半導体素子２６０と冷却器２２０の間の熱応力を、はんだ層２５０、２７０が変形することによって緩和している。
【０００６】
関連する特許文献を以下に示す。
【特許文献１】特開２００２−２３７５５６号公報
【特許文献２】特開２００３−２３４４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体装置２００は、半導体素子２６０と冷却器２２０の間の距離が大きいという問題がある。絶縁性基板２８０のアルミニウム上層２８６は、電流を横方向に流さなければならない。したがって、アルミニウム上層２８６には、ある程度の厚みが必要とされている。アルミニウム上層２８６の厚みが大きければ、それに対を成すアルミニウム下層２８２の厚みも大きくなる。さらに、窒化アルミニウム層２８４にも、半導体素子２６０と冷却器２２０の間の絶縁性を確保するために、ある程度の厚みが必要とされている。このため、絶縁性基板２８０の厚みは、大きくなってしまう。これにより、半導体装置２００は、半導体素子２６０と冷却器２２０の間の熱抵抗が大きい。半導体素子２６０と冷却器２２０の間の熱抵抗が大きいと、半導体素子２６０に大電流が急激に流れた場合、冷却効果が追いつかず、ひいては半導体素子２６０や絶縁性基板２８０のアルミニウム層２８２、２８６が変形し、絶縁性基板２８０が破壊されるという事態が発生してしまう。
本発明は、半導体素子と冷却器の間の熱抵抗が小さく、半導体素子と冷却器の間の熱応力が緩和されたモジュール及び半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、半導体素子と冷却器の間にポリイミド系樹脂層を備えていることを特徴としている。ポリイミド系樹脂層は、絶縁性を有するとともに、変形の容易な材料である。このため、ポリイミド系樹脂層によって、半導体素子と冷却器の間の絶縁性の確保と、半導体素子と冷却器の間の熱応力の緩和を実現することができる。本発明では、ポリイミド系樹脂層を利用することによって、従来の絶縁性基板のような厚みの大きい構造を設ける必要がない。これにより、半導体素子と冷却器の間の熱抵抗を低減することができる。さらに、本発明では、導電性下層と導電性中間層と導電性上層を備えている導電性積層を利用する。この導電性積層の熱膨張係数は、半導体素子の熱膨張係数にほぼ一致させることができる。このため、導電性積層と半導体素子の間に熱膨張係数の差の低減された状態が得られる。導電性積層は、半導体素子との間に熱応力を発生させることなく、半導体素子の裏面電極に対して電気的な接続部分を提供することができる。
本発明によれば、半導体素子と冷却器の間の熱抵抗が小さく、半導体素子と冷却器の間の熱応力が緩和されたモジュール及び半導体装置を提供することができる。
【０００９】
本発明は、半導体素子を実装するためのモジュールに具現化することができる。本発明のモジュールは、冷却器と、その冷却器上に形成されているポリイミド系樹脂層と、そのポリイミド系樹脂層上に形成されている導電性積層を備えている。本発明の導電性積層は、導電性下層、導電性中間層、導電性上層を有している。導電性下層には、銅又はアルミニウムが用いられている。導電性中間層には、モリブテンが用いられている。導電性上層には、銅又はアルミニウムが用いられている。
モリブテン（Ｍｏ）の熱膨張係数は4ppm/℃程度であり、半導体素子の半導体材料であるSi、SiC、GaNの熱膨張係数（概ね3〜4ppm/℃）にほぼ等しい。したがって、導電性中間層にモリブテンを用いることによって、半導体素子との間の熱膨張係数の差を低減することができる。さらに、導電性下層及び導電性上層には、銅又はアルミニウムが用いられている。銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）は、電気抵抗及び熱抵抗が小さい。したがって、モリブテン、銅、アルミニウムを組合せることによって、熱膨張係数と電気抵抗と熱抵抗が調整された導電性積層を得ることができる。
本発明によれば、ポリイミド系樹脂層を利用することによって、半導体素子と冷却器の間の絶縁性の確保と熱応力の緩和を実現することができる。さらに、導電性積層を利用することによって、半導体素子との間の熱応力を発生させることなく、半導体素子の裏面電極に対して電気的な接続部分を提供することができる。
【００１０】
本発明の導電性積層では、導電性下層と導電性上層の厚みが略一致しており、導電性中間層の厚みが導電性下層及び導電性上層の厚みの５〜１２倍であることが好ましい。即ち、本発明の導電性積層は、膜厚な導電性中間層を膜薄な導電性下層及び導電性上層によって挟み込む構造を備えていることが好ましい。
導電性下層と導電性上層は対を成して形成されており、導電性中間層との間の熱膨張係数差に起因する熱応力を緩和する。
導電性中間層の厚みが導電性下層及び導電性上層の厚みの５倍以上に形成されていると、導電性積層に占める導電性中間層の割合が大きくなる。これにより、導電性積層の熱膨張係数は、導電性中間層の熱膨張係数が支配的になる。導電性中間層にはモリブテンが用いられているので、導電性中間層の熱膨張係数が支配的になると、導電性積層と半導体素子の間の熱膨張係数の差を低減することができる。
しかし、導電性積層に占める導電性中間層の割合が大きくなりすぎると、導電性積層の電気抵抗及び熱抵抗が高くなってしまう。したがって、導電性中間層の厚みが導電性下層及び導電性上層の厚みの１２倍以下に形成されていることが好ましい。導電性下層及び導電性上層には、銅又はアルミニウムが用いられており、電気抵抗及び熱抵抗が小さい。導電性積層に占める導電性下層及び導電性上層の割合が上記の範囲に形成されていると、導電性積層の電気抵抗及び熱抵抗を小さい値にすることができる。
【００１１】
導電性積層の厚みは、０．０５〜５mmであることが好ましい。
導電性積層は、電流が横方向に流れる接続部分である。したがって、導電性積層の電気抵抗は小さいことが望ましい。導電性積層の厚みが０．０５mm以上に形成されていると、導電性積層の電気抵抗を小さくすることができる。また、導電性積層は、半導体素子と冷却器の間に存在している。したがって、熱抵抗を小さくするためには、導電性積層の厚みが小さいことが望ましい。導電性積層の厚みが５mm以下に形成されていると、半導体素子と冷却器の間の距離を短くすることができ、熱抵抗を小さくすることができる。
【００１２】
本発明は、半導体素子が実装されている半導体装置にも具現化することができる。本発明の半導体装置は、冷却器と、その冷却器上に形成されているポリイミド系樹脂層と、そのポリイミド系樹脂層上に形成されている導電性積層と、その導電性積層上に形成されている半導体素子を備えている。本発明の導電性積層は、導電性下層、導電性中間層、導電性上層を有している。導電性下層には、銅又はアルミニウムが用いられている。導電性中間層には、モリブテンが用いられている。導電性上層には、銅又はアルミニウムが用いられている。
【００１３】
本発明の半導体装置は、半導体素子上に形成されている第２の導電性積層をさらに備えていることが好ましい。第２の導電性積層は、第２の導電性下層、第２の導電性中間層、第２の導電性上層を有している。第２の導電性下層には、銅又はアルミニウムが用いられている。第２の導電性中間層には、モリブテン又は鉄とニッケルの合金が用いられている。第２の導電性上層には、銅又はアルミニウムが用いられている。
半導体素子の表面にも導電性積層を設けることによって、半導体素子の表面側における破損も抑制することができる。なお、半導体素子の表面側に冷却器が設けられていない場合は、第２の導電性中間層に鉄とニッケルの合金（一般的に、Invarともいう）を用いてもよい。鉄とニッケルの合金の熱膨張係数は、半導体素子の熱膨張係数にほぼ等しい。ただし、鉄とニッケルの合金は熱伝導率が小さい。しかし、半導体素子の表面側に冷却器が設けられていない場合は、熱伝導は問題とならないので、第２の導電性中間層に鉄とニッケルの合金を用いてもよい。半導体素子の表面側に冷却器が設けられている場合は、半導体中間層にモリブテンを用いることが好ましい。
【００１４】
半導体素子にＧａＮ系又はＳｉＣ系の半導体材料が用いられていることが好ましい。
これらの半導体材料は、絶縁破壊電界および飽和電子密度等が大きいことから、高耐圧で大電流を制御できるものと期待されている。このため、この種の半導体素子の特性が発揮するように動作させると、半導体素子自身の発熱量が極めて大きくなる。したがって、この種の半導体素子が実装されている半導体装置は、熱に対する対策が極めて重要である。本発明の半導体装置は、この種の半導体素子が実装された場合に、極めて有用である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、半導体素子と冷却器の間の熱抵抗が小さく、半導体素子と冷却器の間の熱応力が緩和されたモジュール及び半導体装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施例の主要な特徴を列記する。
（第１形態）  ポリイミド系樹脂には、エポキシ、ポリアミド、ポリエチレンナフタレート等が含まれる。
（第２形態）  ＧａＮ系の半導体材料とは、一般式がAlXGaYIn1-X-YN（ただし、０≦X≦１、０≦Y≦１、０≦1−X−Y≦１）で表される半導体材料である。
【実施例】
【００１７】
（第１実施例）
図１に、インバータ用の半導体装置１０の要部断面図を模式的に示す。
半導体装置１０は、冷却器２０と、その冷却器２０上に形成されているポリイミド系樹脂層３０と、そのポリイミド系樹脂層３０上に形成されている導電性積層４０と、その導電性積層４０上に形成されている半導体素子６０を備えている。冷却器２０とポリイミド系樹脂層３０は、熱圧着により接合されている。ポリイミド系樹脂層３０と導電性積層４０は、熱圧着により接合されている。導電性積層４０と半導体素子６０は、はんだ層５０によって接合されている。はんだ層５０には、錫（Ｓｎ）を主体とする材料が用いられている。はんだ層５０と半導体素子６０の反応性及び濡れ性を改善するために、はんだ層５０と半導体素子６０の間にＮｉめっき膜が形成されていてもよい。はんだ層５０の材料は、この例に限らず、他のはんだ材料を用いてもよい。使用可能なはんだ材料は、その融点が半導体素子６０の動作温度以上のものが好ましい。
【００１８】
半導体素子６０には、ＧａＮが用いられている。半導体素子６０は縦型素子であり、電流は素子内を縦方向に流れる。半導体素子６０の表面側電極は、表面側電極用ワイヤ６２に電気的に接続されている。半導体素子６０のゲート電極は、ゲート電極用ワイヤ６４に電気的に接続されている。半導体素子６０の裏面側電極は、導電性積層４０を介して裏面側電極用ワイヤ４８に電気的に接続されている。
【００１９】
冷却器２０は、水冷式であり、図示しない水路を内部に備えている。冷却器２０には、アルミニウムが用いられている。
ポリイミド系樹脂層３０は、フィルム状のポリイミドである。ポリイミド系樹脂層３０は、半導体素子６０と冷却器２０を電気的に絶縁している。ポリイミド系樹脂層３０は、絶縁性に優れている。したがって、ポリイミド系樹脂層３０は、その厚みが薄くても、半導体素子６０と冷却器２０の間を電気的に絶縁することができる。ポリイミド系樹脂層３０の厚みは、概ね２０μｍである。ポリイミド系樹脂層３０は、フィルム状に限らず、他の方法によって形成することができる。例えば、スピンコート塗布を利用して、冷却器２０の表面にポリイミド系樹脂層３０を形成してもよい。
【００２０】
導電性積層４０は、半導体素子６０の裏面電極と裏面電極用ワイヤ４８の間に電気的な接続部分を提供する。導電性積層４０の厚みは、概ね０．３mmに調整されている。導電性積層４０は、導電性下層４２、導電性中間層４４、導電性上層４６を有している。導電性下層４２には、銅が用いられている。導電性中間層４４には、モリブテンが用いられている。導電性上層４６には、銅が用いられている。
モリブテン（Ｍｏ）の熱膨張係数は４ppm/℃程度であり、半導体素子６０の半導体材料であるＧａＮの熱膨張係数（３〜４ppm/℃）にほぼ等しい。したがって、導電性中間層４４にモリブテンを用いることによって、半導体素子６０との間の熱膨張係数の差を低減することができる。さらに、導電性下層４２及び導電性上層４６には、銅が用いられている。銅は、電気抵抗及び熱抵抗が小さい。したがって、導電性中間層４４の厚みなどを調整することによって、導電性積層４０と半導体素子６０との間の熱膨張係数の差を調整することができる。導電性下層４２の厚み及び導電性上層４６の厚みなどを調製することによって、導電性積層の電気抵抗及び熱抵抗を調整することができる。モリブテンと銅を組合せることによって、熱膨張係数と電気抵抗と熱抵抗が調整された導電性積層４０を得ることができる。
【００２１】
導電性積層４０では、導電性下層４２と導電性上層４６の厚みが略一致している。導電性下層４２と導電性上層４６は対を成して形成されており、導電性中間層４４との間の熱膨張係数差に起因する熱応力を緩和する。
【００２２】
導電性積層４０では、導電性中間層４４の厚みが、導電性下層４２及び導電性上層４６の厚みの５〜１２倍に調整されている。即ち、導電性積層４０は、膜厚な導電性中間層４４を膜薄な導電性下層４２及び導電性上層４６によって挟み込む構造を有している。
導電性中間層４４の厚みが導電性下層４２及び導電性上層４６の厚みの５倍以上に形成されていると、導電性積層４０に占める導電性中間層４４の割合が大きくなる。これにより、導電性積層４０の熱膨張係数は、導電性中間層４４の熱膨張係数が支配的になる。導電性中間層４４にはモリブテンが用いられているので、導電性中間層４４の熱膨張係数が支配的になると、導電性積層４０と半導体素子６０の間に熱膨張係数の差を低減することができる。
しかし、導電性積層４０に占める導電性中間層４４の割合が大きくなりすぎると、導電性積層４０の電気抵抗及び熱抵抗が高くなってしまう。したがって、導電性中間層４４の厚みが導電性下層４２及び導電性上層４６の厚みの１２倍以下に形成されていることが好ましい。導電性下層４２及び導電性上層４６には、銅が用いられており、電気抵抗及び熱抵抗が小さい。導電性積層４０に占める導電性下層４２及び導電性上層４６の割合が上記の範囲に形成されていると、導電性積層４０の電気抵抗及び熱抵抗を小さい値にすることができる。
【００２３】
半導体装置１０は、半導体素子６０と冷却器２０の間にポリイミド系樹脂層３０を備えていることを特徴としている。ポリイミド系樹脂層３０は、絶縁性を有するとともに、変形の容易な材料である。これにより、ポリイミド系樹脂層３０によって、半導体素子６０と冷却器２０の間の絶縁性の確保と、半導体素子６０と冷却器２０の間の熱応力の緩和を実現することができる。半導体装置１０では、ポリイミド系樹脂層３０を利用することによって、図３に示す絶縁性基板２８０のような厚みの大きい構造を設ける必要がない。これにより、半導体装置１０では、半導体素子６０と冷却器２０の間の熱抵抗を低減することができる。
【００２４】
さらに、半導体装置１０では、導電性積層４０を備えていることを特徴としている。導電性積層４０では、半導体中間層４４にモリブテンが用いられているので、導電性積層４０の熱膨張係数は、半導体素子６０の熱膨張係数にほぼ一致している。このため、導電性積層４０と半導体素子６０の間に熱膨張係数の差が低減された状態が得られる。導電性積層４０は、半導体素子６０との間に熱応力を発生させることなく、半導体素子６０の裏面電極に対して電気的な接続部分を提供することができる。
半導体装置１０では、冷却器２０と導電性積層４０の間、導電性積層４０と半導体素子６０の間のいずれにおいても熱応力が緩和されている。したがって、半導体装置１０では、半導体素子６０と冷却器２０の間において、熱応力が緩和された状態が得られる。
【００２５】
半導体装置１０に対して冷熱サイクル試験を実施した。冷熱サイクル試験とは、−４０℃と２５０℃の状態を交互に繰返す試験のことをいう。本実施例では、−４０℃→２５０℃→−４０℃を１サイクルとし、１０００サイクルの冷熱サイクル試験を実施した。同様の冷熱サイクル試験を図３に示す従来の半導体装置２００に対しても実施した。
従来の半導体装置２００では、冷熱サイクル試験後に半導体装置２００を観察すると、はんだ層２５０、２７０に２mm程度のクラックが観察された。また、絶縁性基板２８０のアルミニウム層２８２、２８６が大きく変形しており、それに伴う空隙も観察された。
一方、本実施例の半導体装置１０では、冷熱サイクル試験の前後において半導体装置１０に顕著な変化は見られなかった。半導体装置１０は、温度変化に対して極めて安定であることが確認された。
【００２６】
半導体装置１０の他の特徴を記載する。
導電性積層４０の厚みは、概ね０．０５〜５mmの範囲に形成されている。導電性積層４０は、半導体素子６０の裏面電極と裏面側電極用ワイヤ４８を電気的に接続する部分である。このため、導電性積層４０は、電流が横方向に流れる部分である。したがって、導電性積層４０の電気抵抗は小さいことが望ましい。導電性積層４０の厚みが０．０５mm以上に形成されていると、電気抵抗を小さくすることができる。また、導電性積層４０は、半導体素子６０と冷却器２０の間に存在している。したがって、熱抵抗を小さくするためには、導電性積層４０の厚みが小さいことが望ましい。導電性積層４０の厚みが５mm以下に形成されていると、半導体素子６０と冷却器２０の間の距離を短くすることができ、熱抵抗を小さくすることができる。
【００２７】
（第２実施例）
図２に、半導体装置１００の要部断面図を模式的に示す。なお、図１の半導体装置１０と実質的に同一の構成要素に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
半導体装置２０は、半導体素子６０上に形成されている第２導電性積層１４０をさらに備えていることを特徴としている。半導体素子６０と第２導電性積層１４０は、はんだ層１５０によって接合されている。
【００２８】
第２導電性積層１４０は、第２導電性下層１４２、第２導電性中間層１４４、第２導電性上層１４６を有している。第２導電性下層１４２には、銅が用いられている。第２導電性中間層１４４には、モリブテンが用いられている。第２導電性上層１４６には、銅が用いられている。第２導電性積層１４０は、導電性積層４０と実質的に同一な構造を有している。
半導体素子６０の表面にも導電性積層１４０を設けることによって、半導体素子６０の表面側における破損も抑制することができる。
【００２９】
半導体装置１００では、半導体素子６０の表面側に冷却器が設けられていない。この場合、第２導電性中間層１４４の材料は、モリブテンに代えて鉄とニッケルの合金（一般的に、Invarともいう）を用いてもよい。鉄とニッケルの合金の熱膨張係数は、半導体素子６０の熱膨張係数にほぼ等しい。ただし、鉄とニッケルの合金は熱伝導率が小さい。しかし、半導体素子６０の表面側に冷却器が設けられていない場合は、熱伝導は問題とならないので、第２導電性中間層１４４に鉄とニッケルの合金を用いてもよい。
【００３０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施例の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図２】第２実施例の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【図３】従来の半導体装置の要部断面図を模式的に示す。
【符号の説明】
【００３２】
２０：冷却器
３０：ポリイミド系樹脂層
４０、１４０：導電性積層
４２：導電性下層
４４：導電性中間層
４６：導電性上層
４８：裏面電極用ワイヤ
５０：はんだ層
６０：半導体素子
６２：表面側電極用ワイヤ
６４：ゲート電極用ワイヤ
【図１】
2007173504.tif 000003
【図２】
2007173504.tif 000004
【図３】
2007173504.tif 000005