特許 5975911 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5975911

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20160809BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20160809BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20160809BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20160809BHJP

   H01L 23/48 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/52 B

   H01L21/60 321E

   H01L25/04 C

   H01L23/48 P

【請求項の数】14

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2013-53812(P2013-53812)

(22)【出願日】2013年3月15日

(65)【公開番号】特開2014-179541(P2014-179541A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2015年7月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100113642

【弁理士】

【氏名又は名称】菅田 篤志

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(74)【代理人】

【識別番号】100147430

【弁理士】

【氏名又は名称】坂次 哲也

(72)【発明者】

【氏名】梶原 良一

(72)【発明者】

【氏名】中條 卓也

(72)【発明者】

【氏名】新井 克夫

(72)【発明者】

【氏名】谷藤 雄一

(72)【発明者】

【氏名】岡 浩偉

(72)【発明者】

【氏名】宝蔵寺 裕之

【審査官】 井上 弘亘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１７１２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６５８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０１２５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７４９２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

Ｈ０１Ｌ ２３／４８

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チップ搭載面を有するチップ搭載部と、
主面と、その反対側の裏面と、前記主面と前記裏面との間の側面とを有し、前記主面に第１電極が形成され、かつ前記裏面に第２電極が形成され、前記チップ搭載部の前記チップ搭載面上に搭載された半導体チップと、
前記チップ搭載面と前記半導体チップの前記第２電極との間に設けられ、前記チップ搭載部と前記半導体チップとを接合する多孔質の第１焼結Ａｇ層と、
平面視において、前記半導体チップから露出された前記第１焼結Ａｇ層の表面を覆っている第１樹脂部と、
前記半導体チップの前記第１電極と電気的に接続された第１リードと、
前記半導体チップの前記第２電極と電気的に接続された第２リードと、
前記半導体チップと前記第１樹脂部とを樹脂封止する封止体と、
を有し、
前記第１焼結Ａｇ層は、複数の空孔部と前記第１焼結Ａｇ層の前記表面から内部へ向かって延在するクラックとを有し、
前記第１樹脂部は、前記半導体チップの前記側面の第１部分を覆い、かつ前記第１樹脂部の一部が前記第１焼結Ａｇ層の前記クラック内に充填されるように、前記第１焼結Ａｇ層の前記表面を覆っている、半導体装置。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１焼結Ａｇ層は、前記半導体チップの前記側面の第２部分を覆っている、半導体装置。

【請求項3】

請求項２に記載の半導体装置において、
前記第１樹脂部の材料は、前記封止体の材料と異なる、半導体装置。

【請求項4】

請求項３に記載の半導体装置において、
前記第１電極と前記第１リードとを電気的に接続する金属ワイヤと、
前記第１電極上に配置され、前記金属ワイヤと前記第１電極とのワイヤ接合部を覆う多孔質の第２焼結Ａｇ層と、
を有し、
前記第２焼結Ａｇ層は、前記第１電極の表面を覆っている、半導体装置。

【請求項5】

請求項３に記載の半導体装置において、
前記第１樹脂部は、ポリアミド樹脂またはポリイミド樹脂からなり、
前記封止体は、エポキシ樹脂からなる、半導体装置。

【請求項6】

請求項３に記載の半導体装置において、
前記第１電極と前記第１リードとを電気的に接続するアルミワイヤと、
前記第１電極上に配置され、前記第１電極と前記アルミワイヤとのワイヤ接合部を覆う第２樹脂部と、を有する、半導体装置。

【請求項7】

請求項３に記載の半導体装置において、
前記チップ搭載部の前記チップ搭載面の表面に第１貴金属めっき膜が形成されている、半導体装置。

【請求項8】

請求項７に記載の半導体装置において、
前記第１電極と前記第１リードとを電気的に接続する金属ワイヤを有し、
前記金属ワイヤの表面が第２貴金属めっき膜で覆われている、半導体装置。

【請求項9】

請求項８に記載の半導体装置において、
前記チップ搭載部、前記第１および第２リードは、銅を主成分とする材料からなる、半導体装置。

【請求項10】

請求項９に記載の半導体装置において、
前記チップ搭載部、前記第１および第２リードのそれぞれの表面が、Ｎｉめっき膜で覆われている、半導体装置。

【請求項11】

請求項３に記載の半導体装置において、
前記半導体チップは、ＳｉＣまたはＧａＮからなる、半導体装置。

【請求項12】

請求項３に記載の半導体装置において、
前記半導体チップの前記主面に第３電極が形成され、
前記第３電極と電気的に接続する第３リードを有し、
前記第１リードは、ソースリードであり、
前記第２リードは、ドレインリードであり、
前記第３リードは、ゲートリードである、半導体装置。

【請求項13】

請求項２に記載の半導体装置において、
前記第１焼結Ａｇ層の前記クラックは、前記チップ搭載部より前記半導体チップの前記側面の前記第２部分の近傍に形成される、半導体装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の半導体装置において、
前記第１焼結Ａｇ層の前記クラックは、前記第１焼結Ａｇ層の前記表面から前記チップ搭載部の前記チップ搭載面に向かうように前記第１焼結Ａｇ層の前記内部へ延在する、半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、例えばダイボンド材として焼結Ａｇ層を形成する半導体装置に適用して有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００９−９４３４１号公報（特許文献１）には、半導体装置のダイボンディング部を、最大粒径１５μｍ〜２００μｍ程度の良導電性Ｃｕ金属粉末とＡｇの接着層で金属的に接合し、かつ接続層に微細な空孔を均等に分散させた構造とする記載が開示されている。

【0003】

また、特開２０１０−１７１２７１号公報（特許文献２）には、Ｓｉチップとリードフレームを、３次元の網状構造をもつＡｇを結合材としたポーラスな高導電性金属の接着層を介して金属結合により接合し、高分子樹脂と接する半導体組立体の表面にＺｎやＡｌの酸化物を含む皮膜を形成した構造が記載されている。

【0004】

また、特開２０１１−２４９２５７号公報（特許文献３）には、焼結Ａｇペースト中に、雰囲気に関係なく熱分解し易い有機銀錯体溶液を添加した焼結銀ペースト材料とこの材料を用いた半導体チップ接合方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−９４３４１号公報

【特許文献2】特開２０１０−１７１２７１号公報

【特許文献3】特開２０１１−２４９２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

限られた資源・エネルギーを効率的に活用するため電子装置（半導体装置）の低消費電力化が求められ、パワーデバイスとしてＳｉ（シリコン）より低損失な炭化ケイ素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）等のワイドギャップ半導体の開発が進んでいる。その中で特にＳｉＣデバイス（ＳｉＣチップ）は、冷却システムの簡素化を目的に高温域での使用が検討されており、デバイスを搭載するパッケージには高温動作時の高い信頼性が求められている。

【0007】

しかしながら、現状では、ＳｉＣデバイスの高温（２００〜２５０℃）動作を長期に渡って保証できる実装技術は確立されていないのが実状である。従来のＳｉデバイス（Ｓｉチップ）を搭載したパッケージの高温仕様の実装形態は、リードフレームにその表面にＮｉめっきが施された銅フレームを用い、Ｓｉチップの裏面電極とリードフレームのチップ搭載部とが鉛入り高温はんだで接合されている。

【0008】

さらに、Ｓｉチップの表面（主面）のソース電極およびゲート電極と各リード端子間をアルミ（Ａｌ）ワイヤを用いた超音波ボンディングで結線し、Ｓｉチップとアルミワイヤとダイボンド部とを覆い、かつリードフレームのダイパッドとリード端子の一部を露出させた状態で低熱膨張フィラーを含む封止樹脂でトランスファーモールドして実装している。

【0009】

なお、ダイボンド構造に関しては、上記特許文献１，２および３に開示されているように、接合材（ダイボンド材）としてポーラスな（多孔質の）焼結Ａｇで接合層を形成した構造が知られている。上記特許文献１および２では、半導体チップの裏面電極およびダイパッドのチップ搭載面を貴金属で構成し、接合層を、微細な空隙を５〜７０ｖｏｌ％の割合で均一分散したＡｇのネットワーク構造からなるポーラスな焼結Ａｇ層とし、さらに微細な空孔（ポーラス）部分に熱硬化性の樹脂を充填した接合構造としている。

【0010】

ここで、半導体を組み立てる金属部材（例えば、リードフレーム等）は、そのほとんどが電気と熱を効率良く伝える銅（Ｃｕ）から形成されており、耐熱性が要求されるパッケージの場合、種々の接合面には一般的にＮｉめっき膜が形成されている。

【0011】

樹脂封止型パッケージ（半導体装置）では、このＮｉめっきが施されたダイパッド上に、接合層厚さ２０〜１００μｍの鉛はんだによって半導体チップがダイボンドされ、その周囲がエポキシ封止樹脂で覆われた構造となっている。

【0012】

このような構造の半導体装置では、半導体チップとして、ワイドギャップ半導体チップを採用して、動作温度を２００℃以上と高くした場合、リードフレームと封止樹脂間の剥離によって半導体チップとダイパッド間の柔らかい鉛はんだの接合部に大きな熱歪が加わり、短い繰り返しの温度サイクルで接合部に貫通クラックが発生し、早期に電気的な特性不良に至ることがある。

【0013】

さらに、上記鉛はんだの代替技術として、上記特許文献１，２および３に開示されているような焼結Ａｇ層で接合する構造を採用したとしても、焼結Ａｇの接合層の厚さが薄い場合は半導体チップとダイパッド間の熱膨張差によって焼結Ａｇの接合部に大きな熱歪が加わって短期間に貫通クラックが発生してしまうという問題が起こる。

【0014】

そして、この貫通クラックの問題を回避するために焼結Ａｇの接合層の厚さを厚くすることが考えられるが、接合層を厚くするためには、使用する焼結Ａｇペーストの粘度を高くする必要がある。その際、チップ搭載時にチップ下から押し出された焼結Ａｇペーストによって形成されるフィレットの表面が凹凸形状となり、封止樹脂の剥離後にダイパッドに近いフィレットの先端の近傍部に応力集中が発生してクラック発生の起点となり易く、接合層を厚くした場合であっても温度サイクル寿命の短い半導体装置が発生してしまうという課題が発生する。

【0015】

その結果、半導体装置の信頼性が低下することになる。

【0016】

本願において開示される実施の形態の目的は、半導体装置の信頼性を向上させることができる技術を提供することにある。

【0017】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0018】

一実施の形態の半導体装置は、チップ搭載部と、チップ搭載部に搭載されたワイドギャップ半導体チップと、チップ搭載部とワイドギャップ半導体チップとを接合する多孔質の第１焼結Ａｇ層と、第１焼結Ａｇ層の表面を覆い、かつフィレット状に形成された第１樹脂部と、を有し、上記第１樹脂部は、ワイドギャップ半導体チップの側面の一部を覆っているものである。

【発明の効果】

【0019】

一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施の形態１の半導体装置の構造の一例を樹脂部を透過して示す平面図である。

【図2】図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

【図3】図１に示す半導体装置の焼結Ａｇ層形成時の焼結Ａｇ層の表面の構造の一例を示す部分模式図である。

【図4】図１に示す半導体装置の第１樹脂部形成時の接合層の構造の一例を示す部分断面図である。

【図5】図１に示す半導体装置の接合層のフィレット形状を示す部分断面図である。

【図6】図１に示す半導体装置の接合層に樹脂を含浸させた場合の効果を示す図である。

【図7】図１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。

【図8】実施の形態１の第１変形例の半導体装置の構造を樹脂部を透過して示す平面図である。

【図9】図８に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

【図10】図８に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。

【図11】実施の形態１の第２変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。

【図12】図１１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。

【図13】実施の形態１の第３変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。

【図14】図１３に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。

【図15】実施の形態２の半導体装置の構造の一例を樹脂部を透過して示す平面図である。

【図16】図１５に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

【図17】図１５に示す半導体装置の半導体チップの第１電極のワイヤ接合部の構造の一例を示す部分平面図である。

【図18】図１７に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。

【図19】図１５に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。

【図20】実施の形態２の変形例の半導体装置の構造を樹脂部を透過して示す平面図である。

【図21】図２０に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

【0022】

さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

【0023】

また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。

【0024】

また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0025】

また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲等についても同様である。

【0026】

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

【0027】

（実施の形態１）
図１は実施の形態１の半導体装置の構造の一例を樹脂部を透過して示す平面図、図２は図１に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図３は図１に示す半導体装置の焼結Ａｇ層形成時の焼結Ａｇ層の表面の構造の一例を示す部分模式図、図４は図１に示す半導体装置の第１樹脂部形成時の接合層の構造の一例を示す部分断面図である。また、図５は図１に示す半導体装置の接合層のフィレット形状を示す部分断面図、図６は図１に示す半導体装置の接合層に樹脂を含浸させた場合の効果を示す図である。

【0028】

本実施の形態１の半導体装置は、高温（２００〜２５０℃）で動作するワイドギャップ半導体チップを搭載したものである。なお、本実施の形態１の上記ワイドギャップ半導体チップは、主面と裏面のそれぞれに電極を有する縦型半導体チップであり、本実施の形態１では、トランジスタデバイスを樹脂封止型の半導体パッケージに実装した場合を例に取り上げて説明する。

【0029】

また、本実施の形態１では、上記ワイドギャップ半導体チップとして、ＳｉＣ（炭化珪素）からなる半導体チップ（ＳｉＣデバイスとも言う）の場合を取り上げて説明するが、上記ワイドギャップ半導体チップは、ＧａＮ（窒化ガリウム）等からなる半導体チップであってもよい。

【0030】

図１および図２に示すように、本実施の形態１の半導体パッケージ（半導体装置）２０には、ＳｉＣデバイスであるＳｉＣチップ（ワイドギャップ半導体チップ）１が搭載されている。ＳｉＣチップ１は、主面１ａと、その反対側の裏面１ｂと、主面１ａと裏面１ｂの間の位置に配置された４つの側面１ｃとを有しており、主面１ａは、例えば、２．５ｍｍ×２．５ｍｍの大きさである。さらに、ＳｉＣチップ１の厚さは、例えば、０．３５ｍｍである。

【0031】

また、ＳｉＣチップ１の主面１ａには、最表面がＡｌ（アルミニウム）膜で構成された主電極であるソース電極（第１電極）２が形成されており、一方、裏面１ｂには、最表面がＡｕ（金）またはＡｇ（銀）膜で構成された多層膜構造のドレイン電極（第２電極）４が形成されている。なお、主面１ａにはソース電極２より小さな面積のゲート電極（第３電極）３が形成されており、このゲート電極３の最表面もＡｌ膜で構成されている。

【0032】

また、主面１ａの電極間とチップ外周部には、保護膜であるパッシベーション膜５が形成されている。

【0033】

このようなＳｉＣチップ１が、チップ搭載部であるダイパッド６の上面（チップ搭載面）６ａに搭載されている。

【0034】

なお、本実施の形態１の半導体パッケージ２０では、ダイパッド６の上面６ａとＳｉＣチップ１との間には、ダイパッド６とＳｉＣチップ１とを接合するポーラスな（多孔質の）第１焼結Ａｇ層１６がダイボンド材として設けられている。

【0035】

また、ＳｉＣチップ１は、その主面１ａのソース電極２が、金属ワイヤの一例としてのアルミニウムよりなるワイヤ（以下、アルミワイヤという）１８を介してソースリード（第１リード）９と電気的に接続されている。その際、アルミワイヤ１８は、ソースリード９と一体に形成されたソースボンドパッド８に電気的に接続されており、本実施の形態１の半導体パッケージ２０では、ソース電極２に比較的大きな電流が印加されるため、２本のアルミワイヤ１８によってソース電極２とソースリード９とが電気的に接続されている。

【0036】

また、主面１ａのゲート電極３は、アルミワイヤ１８より細いアルミワイヤ１９を介してゲートリード（第３リード）１１と電気的に接続されている。その際、アルミワイヤ１９は、ゲートリード１１と一体に形成されたゲートボンドパッド１０に電気的に接続されている。

【0037】

一方、裏面１ｂのドレイン電極４は、第１焼結Ａｇ層１６を介してダイパッド６に電気的に接続し、さらにこのダイパッド６と一体に形成されたドレインリード（第２リード）７と電気的に接続されている。

【0038】

なお、半導体パッケージ２０では、ダイパッド６、ソースリード９、ソースボンドパッド８、ドレインリード７、ゲートリード１１およびゲートボンドパッド１０は、Ｃｕ（銅）を主成分とする材料からなる。さらに、ダイパッド６およびドレインリード７のそれぞれの表面には、Ｎｉめっき膜１２が形成され、また、ソースリード９、ソースボンドパッド８、ゲートリード１１およびゲートボンドパッド１０のそれぞれの表面にもＮｉめっき膜１３が形成されている。すなわち、ダイパッド６を含む各リード部材のそれぞれの表面にはＮｉめっき膜が形成されている。

【0039】

したがって、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２と、Ｎｉめっき膜１３が施されたソースボンドパッド８とが、２本のアルミワイヤ１８が超音波ボンディングされたことで電気的に接続されている。また、主面１ａのゲート電極３と、Ｎｉめっき膜１３が施されたゲートボンドパッド１０とが、アルミワイヤ１９が超音波ボンディングされたことで結線されて電気的に接続されている。

【0040】

また、ダイパッド６の上面６ａのチップ搭載領域の表面には、Ｎｉめっき膜１２上にＡｇめっき膜（第１貴金属めっき膜）１５が形成されている。ここでのＮｉめっき膜１２の膜厚は、例えば２．０μｍであり、一方、Ａｇめっき膜１５の膜厚は、例えば５．０μｍであるが、ただし、これらの膜厚は、上記数値に限定されるものではなく、自由に選択することが可能である。

【0041】

なお、アルミワイヤ１８，１９は、それぞれの表面が、Ａｕ膜またはＡｇ膜等の第２貴金属めっき膜で覆われていてもよく、これにより、アルミワイヤ１８，１９とＳｉＣチップ１の電極との接続部や各リードとの接続部におけるそれぞれの接続強度を高めることができる。

【0042】

ここで、本実施の形態１の半導体パッケージ２０では、ＳｉＣチップ１は、粘度の高い焼結Ａｇペーストを無加圧で焼結させて形成した多孔質の（ポーラスな）第１焼結Ａｇ層１６を介してダイパッド６上に搭載されている。この時、ＳｉＣチップ１の裏面１ｂには、最表面がＡｕまたはＡｇ膜で構成された多層膜構造のドレイン電極４が形成されており、一方、ダイパッド６の上面６ａには、Ａｇめっき膜１５が形成されているため、裏面１ｂのドレイン電極４のＡｕまたはＡｇ膜がダイパッド６上のＡｇめっき膜１５と金属接合している。

【0043】

なお、ダイボンド材として用いられる第１焼結Ａｇ層１６の厚さは、５０μｍ以上が必要であり、ここでは１５０μｍ厚さとしている。また、ポーラスな第１焼結Ａｇ層１６の空孔率は２０〜６０ｖｏｌ％の範囲で調整し、ここでは、例えば４０ｖｏｌ％としている。なお、ＳｉＣチップ１の裏面１ｂのドレイン電極４は、焼結Ａｇとの相互拡散反応が少なく、多層膜構造が初期の状態のまま保たれている。

【0044】

また、本実施の形態１の半導体パッケージ２０では、第１焼結Ａｇ層１６の上とその近傍に、液状の樹脂を塗布・硬化処理して形成したポリアミド樹脂やポリイミド樹脂、もしくはガラス転移温度が１９０℃以上の高耐熱のエポキシ樹脂からなる補強樹脂部（第１樹脂部）１７が形成されている。

【0045】

すなわち、補強樹脂部１７は、平面視で、ＳｉＣチップ１の周囲全体に亘って第１焼結Ａｇ層１６の表面を覆うように形成され、かつダイパッド６の上面６ａのＡｇめっき膜１５に対してフィレット状に形成されている。

【0046】

さらに、補強樹脂部１７は、ＳｉＣチップ１の各側面１ｃそれぞれの一部を覆っている。すなわち、補強樹脂部１７は、フィレット状に形成され、フィレットの上端部はＳｉＣチップ１の各側面１ｃに到達しており、第１焼結Ａｇ層１６の保護層としての機能も有している。

【0047】

なお、補強樹脂部１７を形成する樹脂は、第１焼結Ａｇ層１６の空孔部分の一部にも含浸しており、第１焼結Ａｇ層１６の強度（剛性）を高めているが、第１焼結Ａｇ層１６の全ての空孔部分に含浸しているものではない。

【0048】

また、半導体パッケージ２０では、ＳｉＣチップ１、アルミワイヤ１８，１９、第１焼結Ａｇ層１６、補強樹脂部１７、ソースボンドパッド８、ゲートボンドパッド１０およびダイパッド６の一部が封止体（第３樹脂部）１４によって覆われている。

【0049】

すなわち、ダイパッド６の下面６ｂと各リードの一部（ソースリード９、ドレインリード７、ゲートリード１１）が露出した状態となるように、封止体１４が全体を覆っており、封止体１４の実装面側には、ダイパッド６の下面６ｂが露出している。なお、封止体１４は、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂等からなるものである。

【0050】

次に、図３〜図５を用いて、本実施の形態１の半導体パッケージ２０に設けられた補強樹脂部１７について詳しく説明する。

【0051】

図３に示す構造では、ＳｉＣチップ１が、図５に示すＡｇめっき膜１５が形成されたダイパッド６に、粒径０．５〜２．０μｍのＡｇ粒子からなるペーストを焼成して形成した多孔質の（ポーラスな）第１焼結Ａｇ層１６によって金属接合されている。なお、第１焼結Ａｇ層１６は、ＳｉＣチップ１の外周にフィレット部１６ａを形成している。

【0052】

フィレット部１６ａの断面形状は、図３に示すように、チップ下から押し出された粘度の高い焼結Ａｇペーストによって凹凸形状が形成され、さらに焼結過程では初期形状が保持されて焼結が進行するため、凸部Ｐを有する形状となる。

【0053】

このフィレット部１６ａに液状樹脂を塗布して硬化処理し、図４に示すように、ポーラスな第１焼結Ａｇ層１６内に浸入させて樹脂が含浸した第１焼結Ａｇ層１６を形成すると同時に、第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａ上では表面張力の効果によって凹部に多くの樹脂が集まった状態で補強樹脂部１７を形成している。

【0054】

図３に示すように、フィレット部１６ａ上の図４の補強樹脂部１７の厚さは、凸部Ｐの両側のフィレット部１６ａ上の２点Ｑ，Ｒを結ぶ直線のうち、最下端にある第１直線Ｌ０をフィレット部１６ａの凸部Ｐの先端まで平行移動した第２直線Ｌ１を基準にして、第２直線Ｌ１からフィレット部１６ａやダイパッド６までの距離の１／４以上の厚さとする。さらに、フィレット部１６ａで第２直線Ｌ１から最も凹んだ箇所の樹脂層の厚さを１０μｍ以上としている。

【0055】

なお、図４に示すように、液状の樹脂を塗布し、さらに樹脂の硬化処理を行うと、第１焼結Ａｇ層１６内には、樹脂が浸入できなかった未充填部１６ｂも存在している。

【0056】

また、図５は、チップ側面の近傍に初期の縦クラック１６ｃが存在する第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａに補強樹脂部１７を形成した構造を示すものである。図５に示すように、ＳｉＣチップ１の裏面１ｂにはチタン等のコンタクト膜１ｄ、ニッケル等の下地膜１ｅ、ＡｕまたはＡｇ等の貴金属膜１ｆが形成されている。

【0057】

さらに、ダイパッド６の上面６ａのチップ搭載領域にはＡｇめっき膜１５が形成されており、ＳｉＣチップ１とダイパッド６は第１焼結Ａｇ層１６で接合されている。なお、ＳｉＣチップ１の側面１ｃの第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａには、焼結過程で形成された初期の縦クラック１６ｃが存在し、縦クラック１６ｃの内部および上記で定義した第１直線Ｌ１に対して凹んだ第１焼結Ａｇ層１６の領域および表面には補強樹脂部１７が形成されている。

【0058】

詳細には、ダイボンド工程で、半導体チップをダイパッド６上に配置した際に、押し出された焼結Ａｇペーストは、チップ側面に近い領域で凹部を形成し、ペースト焼結過程の体積収縮によってチップ側面の近傍に縦方向のクラック（縦クラック１６ｃ）を形成し易く、このパッケージ完成時の初期の縦クラック１６ｃがフィレットによる接合部の補強効果を弱めてしまう。

【0059】

その結果、封止樹脂が剥離し、その後の接合部の温度サイクルテストの耐性を低下させるという課題が発生する。

【0060】

また、初期の縦クラック１６ｃは、チップ裏面の電極の耐湿信頼性を低下させるという課題もある。

【0061】

そこで、本実施の形態１の半導体パッケージ２０では、ＳｉＣチップ１とＣｕ合金からなるダイパッド６を厚さ１５０μｍ程度の第１焼結Ａｇ層１６でダイボンディングし、凸形状となった第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａの凹部やＳｉＣチップ１の側面１ｃの近傍の縦クラック１６ｃに、高耐熱・高強度の樹脂を充填して補強した構造としている。

【0062】

これにより、ＳｉＣチップ１の動作温度が２００〜２５０℃の高温となって封止樹脂（封止体１４）がダイパッド６と剥離した状態になった場合においても、ＳｉＣとＣｕの熱膨張差により発生する熱応力が、第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａの特定箇所に集中することが無くなり、フィレット部１６ａにおけるクラック発生時期を遅らせることが可能になる。

【0063】

その結果、ダイボンド部（ＳｉＣチップ１とダイパッド６の接合部）の温度サイクルテストにおける信頼性を大幅に向上させることができ、半導体パッケージ２０の信頼性を向上させることができる。

【0064】

さらに、補強樹脂部１７は、ＳｉＣチップ１の側面１ｃの一部を覆っているため、ＳｉＣチップ１と補強樹脂部１７の密着度を高めることができる。すなわち、ＳｉＣ（炭化珪素）と焼結Ａｇは接着強度が然程高くないため、補強樹脂部１７のフィレットの上端部がＳｉＣチップ１の側面１ｃに到達していることにより、ＳｉＣチップ１と補強樹脂部１７の密着度を高めることができ、ＳｉＣチップ１と第１焼結Ａｇ層１６の界面での剥離の抑制化を図ることができる。

【0065】

その結果、半導体パッケージ２０の信頼性を向上させることができる。

【0066】

また、第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａのチップ側面の近傍に縦クラック１６ｃが形成された場合においても、縦クラック１６ｃとそのフィレット部１６ａの上部および近傍の第１焼結Ａｇ層１６内の空孔部分を補強樹脂部１７で埋めているため、チップ側面の多層電極膜の界面に水分が直接触れることを無くすことができる。

【0067】

すなわち、封止樹脂（封止体１４）がダイパッド６と剥離して高湿度の外気がフィレット部１６ａの周囲まで浸入してきた場合であっても、チップ側面の多層電極膜の界面に水分が直接触れることが無いため、酸化や腐食等の作用により多層電極膜の界面の強度が低下して剥離してダイボンド部の耐湿信頼性が低下することを抑制化できる。

【0068】

さらに、第１焼結Ａｇ層１６の縦クラック１６ｃに補強樹脂部１７の樹脂が埋め込められるため、縦クラック１６ｃからの外気や水分の浸入も低減化することができ、ＳｉＣチップ１の裏面１ｂの電極の耐湿信頼性の低下を抑制化することができる。

【0069】

また、半導体パッケージ２０は、液状樹脂をポーラスな第１焼結Ａｇ層１６内に含浸させて、ポ−ラスな内部のＡｇ骨格の表面を樹脂で覆った構造としているため、２５０℃の高温に数千時間の長期間保持された場合であっても、Ａｇの表面拡散による焼結Ａｇの組織変化が抑制され、ダイボンド部の高温信頼性を向上させることができる。

【0070】

ここで、図６は、ダイボンド材として用いるポーラスな焼結Ａｇ層において、その空孔部分に樹脂（例えばエポキシ系樹脂）を含浸させた場合Ａと含浸させない場合Ｂとで、所望回数の温度サイクルを行った際の剪断強度を測定したものである。図６に示すように、多孔質の焼結Ａｇ層では、空孔部分に樹脂を含浸させた場合Ａは、空孔部分に樹脂を含浸させない場合Ｂに比べて、温度サイクル数に対する剪断強度が高くなるという結果が得られている。

【0071】

以上のことから、ダイボンド部を１５０μｍの厚いポーラスな第１焼結Ａｇ層１６で形成し、第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａの凹部の応力が集中する箇所を、１０μｍ以上の厚さの高耐熱・高強度の補強樹脂部１７で覆って補強することにより、２００〜２５０℃の高温領域で動作するＳｉＣチップ１を搭載した半導体パッケージ２０においても、その信頼性を高めることができる。

【0072】

すなわち、２００〜２５０℃の高温領域で動作するＳｉＣチップ１を搭載し、かつ温度サイクル信頼性、高温・高湿信頼性および高温信頼性に優れたダイボンド部を備えた半導体パッケージ２０を実現することができる。

【0073】

その結果、長期的に信頼性に優れた樹脂封止型の半導体パッケージ２０を実現することができる。

【0074】

なお、図２に示す第１焼結Ａｇ層１６の厚さは、焼結Ａｇペーストの粘度を高くすることで５００μｍを超えて厚くすることも可能であるが、材料コストを考慮して４００μｍを上限としている。なお、接合厚さが５０μｍ以下の場合には、十分な樹脂補強を行っても、必要な温度サイクル信頼性が得られなくなるため、下限を５０μｍとしている。

【0075】

また、本実施の形態１の半導体パッケージ２０では、第１焼結Ａｇ層１６がポーラス（多孔質）な構造であるため、ＳｉＣチップ１との熱膨張差によって発生する熱歪を自らの低弾性な特性によって吸収することができ、裏面１ｂの電極と焼結Ａｇ層の接合界面が熱疲労破壊等で損傷することを回避することができる。

【0076】

また、ＳｉＣチップ１の裏面１ｂの電極と焼結Ａｇ層の接合界面が熱疲労破壊等で損傷することを回避できるため、ダイパッド６とＳｉＣチップ１の間の電流の通電ルートを確保することができる。これにより、２００℃を越える高温動作が繰り返されても、上記電極の接合部の短時間での断線による不良の発生を無くすことができ、その結果、長期に亘るパッケージ製品としての信頼性を確保することができる。

【0077】

また、図２に示す構造では、補強樹脂部１７が１層からなる場合を示しているが、焼結Ａｇ層の表面に金属との密着性に優れるポリイミド系の第１補強樹脂部を形成し、さらにその上にエポキシ系の第２補強樹脂部を形成して２層構造としてもよい。上記２層構造では、各層を接する材料に合わせることや最適厚さに調整することが容易となり、２層構造とすることで、半導体装置において、より高い信頼性を得ることが可能になる。

【0078】

次に、本実施の形態１の半導体装置（半導体パッケージ２０）の組み立てについて説明する。図７は図１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。

【0079】

ここでは、図７に示すフローに沿って、かつ図１および図２を用いて説明する。

【0080】

まず、部材として、全面にＮｉめっきを施し、かつその上に部分Ａｇめっきを施したリードフレーム２１と、裏面１ｂのドレイン電極４の表面にＡｕまたはＡｇ等の貴金属膜が形成され、かつ主面１ａのソース電極２およびゲート電極３それぞれの表面をＡｌ膜で構成した縦型のＳｉＣチップ（ワイドギャップ半導体チップ）１を準備する。

【0081】

ここで、リードフレーム２１は、上面６ａを有するダイパッド６と、ダイパッド６の近傍に配置されたソースリード９およびゲートリード１１と、ダイパッド６と連結し、かつダイパッド６に一体で形成されたドレインリード７と、を備えている。

【0082】

次に、リードフレーム２１のダイパッド６の上面６ａのＡｇめっき領域上に、搭載するチップサイズに対応して微細なＡｇ粒子と、揮発性の溶剤を主成分とする第１焼結Ａｇペースト（焼結Ａｇペースト）２２をディスペンサーにより供給する。この時の供給形状は、ＳｉＣチップ１を搭載して押し込んだ時に、押し出される第１焼結Ａｇペースト２２がチップコーナーと辺とで同サイズのフィレットを形成するようなパターン、例えばチップコーナーと中央の５点にドットを形成するパターンで供給する。

【0083】

また、ＳｉＣチップ１は、マウンタでダイパッド６の上面６ａから所定の高さとなるように押し込んで搭載する。この時、第１焼結Ａｇペースト２２の供給量は、チップ下が第１焼結Ａｇペースト２２で全面埋り、さらに押し出された第１焼結Ａｇペースト２２にＳｉＣチップ１の側面１ｃが中腹くらいまで埋まる程度の適当な量とする。多過ぎるとＳｉＣチップ１の主面（上面）１ａまで焼結Ａｇが回り込み、少な過ぎると十分な大きさのフィレットが形成できなくなるため、上記適当な量を供給する。

【0084】

チップ搭載後、大気雰囲気のベーク炉で２００〜３００℃、例えば２５０℃−１時間の条件で無加圧の状態で第１焼結Ａｇペースト２２の焼成処理を行い、第１焼結Ａｇ層１６を形成する。なお、加熱過程で溶剤成分や微小なＡｇ粒子が表面に付着していた有機成分は、揮発や熱分解・酸化による分解で消失し、微細なＡｇ粒子が接触した箇所でＡｇの表面拡散による粒子同士の連結が始まってＡｇのネットワークを形成し、第１焼結Ａｇ層１６におけるポーラス（多孔質）なＡｇのネットワークを介してＳｉＣチップ１とダイパッド６とを金属的に接合する。

【0085】

次に、チップ上の、表面がＡｌ膜で構成されたソース電極２と、Ｎｉめっき膜１３が施されたソースリード９のソースボンドパッド８間を太いアルミワイヤ１８を用いて超音波ボンディングによって結線する。さらに、同じく表面がＡｌ膜で構成されたゲート電極３と、Ｎｉめっき膜１３が施されたゲートリード１１のゲートボンドパッド１０間を細いアルミワイヤ１９を用いて超音波ボンディングによって結線する。

【0086】

すなわち、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２とソースリード９とを、超音波ボンディングによって太いアルミワイヤ１８を介して電気的に接続（結線）し、さらに主面１ａのゲート電極３とゲートリード１１とを、超音波ボンディングによって、アルミワイヤ１８よりも細いアルミワイヤ１９を介して電気的に接続（結線）する。

【0087】

次に、ダイボンド部の焼結Ａｇフィレットである第１焼結Ａｇ層１６の表面上に、液状の第１高耐熱・高強度樹脂である補強樹脂（第１樹脂）２３をディスペンサーで供給（塗布）する。この時、補強樹脂２３をポーラスな第１焼結Ａｇ層１６内に含浸させ、かつフィレット上の凹部に補強樹脂２３の樹脂層が所定の厚さ以上となるようにする。

【0088】

この時、補強樹脂２３が、ＳｉＣチップ１の各側面１ｃそれぞれの一部を覆うように供給する。すなわち、補強樹脂２３のフィレットの上端部（チップ側端部）が、ＳｉＣチップ１の各側面１ｃに到達するように補強樹脂２３を供給する。

【0089】

供給後は、供給した補強樹脂２３に合わせた最適な硬化条件で加熱処理を行って硬化処理し、第１焼結Ａｇ層１６の表面を覆い、かつフィレット状を成す補強樹脂部１７を形成する。

【0090】

これにより、補強樹脂部１７は、ＳｉＣチップ１の各側面１ｃそれぞれの一部を覆うように形成される。すなわち、補強樹脂部１７のフィレットの上端部（チップ側端部）が、ＳｉＣチップ１の各側面１ｃに到達するように補強樹脂部１７が形成される。

【0091】

次に、実装したリードフレーム２１を樹脂成形金型にセットし、その後、低熱膨張フィラーを含むエポキシ系の封止樹脂を用いてトランスファーモールドし、加熱保持して硬化処理を行って封止体１４を形成する。

【0092】

樹脂封止後、必要に応じて金属露出部（ここでは、ソースリード９、ドレインリード７およびゲートリード１１）に半田めっきを行う。ただし、上記半田めっきの形成は、必ずしも行わなくても良い。

【0093】

次に、リードフレーム２１を切断成形してパワー半導体パッケージである半導体パッケージ２０が完成する。すなわち、リードフレーム２１からソースリード９、ドレインリード７およびゲートリード１１を切断分離し、かつこれらリードに所望の曲げ成形を行って半導体パッケージ２０の組み立て完了となる。

【0094】

本実施の形態１の半導体装置の製造方法によれば、焼結Ａｇ層によるダイボンド部の応力の集中箇所に高耐熱・高強度な補強樹脂部１７を形成した構造を量産可能なプロセスで製造できるため、ＳｉＣチップ１の動作温度が２００〜３００℃の高温領域であっても、長期に渡って特性不良等の不具合を生じない高い信頼性を有する樹脂封止型の半導体パッケージ２０を組み立てることが可能になる。この時、本実施の形態１の半導体パッケージ２０を、従来品と同等の生産性で量産することが可能になる。

【0095】

なお、本実施の形態１では、ダイボンド補強用の補強樹脂２３をワイヤボンディング後に塗布・硬化処理する場合を説明したが、この補強樹脂２３を塗布・硬化処理する工程は、ダイボンディング後（ワイヤボンディング前）に行ってもよい。特にワイヤボンディング部の樹脂補強を行わない製品あるいは金属部材で補強する製品では、いずれの工程を採用しても生産性にほとんど差は生じない。

【0096】

また、ダイパッド６とボンドパッドに部分Ａｇめっきを施したリードフレーム２１に対して、第１焼結Ａｇペースト２２を供給する前に、加熱ＵＶ照射処理を行ってＡｇめっき面を酸化する工程を加えてもよい。この加熱ＵＶ照射処理を行うと、リードフレーム２１の表面の有機汚染物を分解除去して清浄化できること、Ａｇめっきの酸化膜は焼結Ａｇペーストの焼結温度で還元される時にナノ粒子化され、ペーストのＡｇ粒子との焼結接合を促進する働きをすることの２点から、焼結Ａｇ層とリードフレーム間の接合強度をさらに高めることができる。

【0097】

また、補強樹脂２３を塗布して硬化処理する工程を半硬化までに留めて、エポキシ系の封止樹脂を硬化処理する工程で本硬化を行う工程とすることも可能である。補強樹脂２３を半硬化状態に留めて封止樹脂をモールド成形すると、補強樹脂２３と封止樹脂間の密着力が向上し、フィレット近傍の封止樹脂がダイパッド６や焼結Ａｇ層と剥離しなくなるため、ダイボンド部の温度サイクルテストの信頼性をさらに向上させることができる。

【0098】

次に、本実施の形態１の変形例について説明する。

【0099】

図８は実施の形態１の第１変形例の半導体装置の構造を樹脂部を透過して示す平面図、図９は図８に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

【0100】

図８および図９に示す第１変形例は、実施の形態１の図１および図２に示す半導体パッケージ２０と略同様の構造の半導体パッケージ２４を示すものであり、ここでは、半導体パッケージ２４の半導体パッケージ２０との相違点のみについて説明する。

【0101】

本第１変形例の半導体パッケージ２４では、まず、ＳｉＣチップ１とリードとを電気的に接続するワイヤとして、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ（金属ワイヤの一例であり、銅（Ｃｕ）よりなるワイヤ）２５，２６が用いられ、超音波ボンディングによってそれぞれのワイヤが接続されている。あるいは、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ２５，２６の代わりとして、Ａｇワイヤ（金属ワイヤの一例であり、銀（Ａｇ）よりなるワイヤ）を用いてもよい。

【0102】

ここでは、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ２５，２６を用いた場合を説明する。すなわち、ＳｉＣチップ１のソース電極２とソースリード９とを電気的に接続するワイヤが、太い銅ワイヤ２５であり、ＳｉＣチップ１のゲート電極３とゲートリード１１とを電気的に接続するワイヤが、銅ワイヤ２５より細い銅ワイヤ２６であり、それぞれのワイヤとワイヤ接合部の耐熱性が高められている。

【0103】

そして、銅ワイヤ２５，２６はその表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われている。表面が貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６は、超音波ボンディングによって結線することが可能であるため、量産性に優れているという利点がある。

【0104】

また、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２とゲート電極３のそれぞれの最表面は、Ｎｉ／Ａｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で構成されており、したがって、表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６のそれぞれと、ソース電極２、ゲート電極３との接続性が高められている。

【0105】

さらに、表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６を用いているため、銅ワイヤ２５が接続されるソースリード９のソースボンドパッド８、および銅ワイヤ２６が接続されるゲートリード１１のゲートボンドパッド１０のそれぞれのパッドの表面にはＡｇめっき２７が形成されている。

【0106】

これにより、表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６のそれぞれと、上記それぞれのパッドとの接続性を高めることができる。

【0107】

また、封止体１４から露出した金属部分、すなわち、ダイパッド６の下面６ｂを含む一部と、ソースリード９、ドレインリード７およびゲートリード１１とのそれぞれの表面に半田めっき２８が形成されている。なお、各リードの端面は切断加工が施されているため、端面にはコアの銅リードとＮｉめっきと半田めっきそれぞれの断面が露出した状態となっている。

【0108】

本第１変形例の半導体パッケージ２４のその他の構造については、実施の形態１の半導体パッケージ２０と同様であるため、その重複説明は省略する。

【0109】

本第１変形例の半導体パッケージ２４においては、ダイボンド構造が図１の半導体パッケージ２０と同じ構成であるため、ダイボンド部の長期信頼性等の効果については、図１の半導体パッケージ２０によって得られる効果と同様の効果を得ることができる。

【0110】

さらに、大きな電流が流れるソース電極２とソースリード９間を、アルミワイヤに比べて高導電かつ高熱伝導で、低熱膨張のＡｇまたはＣｕワイヤの超音波ボンディングによって結線しているため、ワイヤ自体からの発熱を小さくすることができ、さらにＳｉＣチップ１の表面からの放熱性向上によってワイヤボンド部の温度上昇を抑制することができる。

【0111】

その結果、ワイヤ接合部の温度サイクルテストの信頼性を向上でき、さらに半導体パッケージ２４の電力損失を小さくすることが可能となり、高性能で高信頼な樹脂封止型の半導体パッケージ２４を実現することができる。

【0112】

次に、本第１変形例の半導体パッケージ２４の組み立てについて説明する。図１０は図８に示す半導体装置（半導体パッケージ２４）の組み立て手順の一例を示すフロー図である。半導体パッケージ２４の組み立ては、図７に示す半導体パッケージ２０の組み立てとほぼ同じであるため、その相違点のみを図８〜図１０を用いて説明する。

【0113】

半導体パッケージ２４の組み立ての半導体パッケージ２０の組み立てとの異なる点は、ワイヤボンディング工程のみである。

【0114】

半導体パッケージ２４の組み立てのワイヤボンディング工程では、まず、ＳｉＣチップ１の主面１ａの最表面がＮｉ／Ａｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で構成されたソース電極２と、Ａｇめっき２７が施されたソースリード９のソースボンドパッド８間を、ＡｇワイヤもしくはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が施された太い銅ワイヤ２５を用いて、超音波ボンディングによって結線する。

【0115】

さらに、最表面がＮｉ／Ａｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で構成されたゲート電極３と、Ａｇめっき２７が施されたゲートリード１１のゲートボンドパッド１０間を、ＡｇワイヤもしくはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が施された、銅ワイヤ２５より細い銅ワイヤ２６を用いて、超音波ボンディングによって結線する。

【0116】

これにより、半導体パッケージ２４のワイヤボンディングにおいても、銅ワイヤ２５，２６を用いてソース電極２とソースリード９間を、さらにゲート電極３とゲートリード１１間を結線することができる。

【0117】

本第１変形例の半導体パッケージ２４の組み立てにおいても、図７に示す半導体パッケージ２０の組み立てと同様の効果を得ることができるため、その重複説明は省略する。

【0118】

次に、本実施の形態１の第２変形例について説明する。

【0119】

図１１は実施の形態１の第２変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。

【0120】

図１１に示す第２変形例は、実施の形態１の図１および図２に示す半導体パッケージ２０と略同様の構造の半導体パッケージ２９を示すものであり、ここでは、半導体パッケージ２９の半導体パッケージ２０との相違点のみについて説明する。

【0121】

図１１に示す本第２変形例の半導体パッケージ２９では、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２とソースリード９とがアルミワイヤ１８によって電気的に接続され、さらにソース電極２上において、アルミワイヤ１８とのワイヤ接合部が補強樹脂部（第２樹脂部）３０によって覆われているものである。

【0122】

すなわち、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２におけるワイヤ接合部とその周辺部を補強樹脂部３０によって覆い、ワイヤ接合部の隙間状の切り欠き部１８ａを含む先端部付近が補強樹脂部３０内に埋め込まれた構造となっており、これにより、アルミワイヤ１８のワイヤボンディング部の接続を補強して接続強度を高めたものである。

【0123】

なお、補強樹脂部３０は、アルミニウムとの接着性に優れた高耐熱・高強度のイミド系樹脂からなることが好ましい。これにより、アルミワイヤ１８の接合界面の端部への応力集中を緩和することができ、さらにイミド系樹脂はエポキシ封止樹脂との密着性にも優れているため、アルミワイヤ１８のワイヤ接合部に補強樹脂部３０の収縮による押しつけ力が加わることによってワイヤ接合部におけるクラック発生の低減化とクラックの進展速度を遅くすることができる。

【0124】

その結果、アルミワイヤ１８のワイヤ接合部のパワーサイクルテストの信頼性、ダイボンド部の高温・高湿信頼性、さらに温度サイクルテストの信頼性を向上させることができ、これにより、長期信頼性に優れる樹脂封止型の半導体パッケージ２９を実現することができる。

【0125】

なお、半導体パッケージ２９におけるその他の構造とその他の効果については、実施の形態１の半導体パッケージ２０と同様であるため、その重複説明は省略する。

【0126】

次に、本第２変形例の半導体パッケージ２９の組み立てについて説明する。図１２は図１１に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。半導体パッケージ２９の組み立ては、図７に示す半導体パッケージ２０の組み立てとほぼ同じであるため、その相違点のみを図１１および図１２を用いて説明する。

【0127】

半導体パッケージ２９の組み立てにおける半導体パッケージ２０の組み立てとの異なる点は、樹脂塗布・樹脂硬化工程のみである。

【0128】

すなわち、超音波ボンディングによるワイヤボンディングを行った後の樹脂塗布・樹脂硬化工程において、第１焼結Ａｇ層１６上およびアルミワイヤ１８のワイヤ接合部上に、液状の高耐熱・高強度樹脂を塗布し、この樹脂を加熱して硬化処理する。

【0129】

具体的には、第１焼結Ａｇ層１６上に補強樹脂２３を塗布（供給）し、かつ補強樹脂２３を第１焼結Ａｇ層１６の空孔部分に含浸させる。さらに、ソース電極２のワイヤ接合部上に補強樹脂（第２樹脂）３１を塗布（供給）し、その後、補強樹脂２３および補強樹脂３１を加熱することにより、第１焼結Ａｇ層１６を覆う補強樹脂部１７と、ソース電極２上のアルミワイヤ１８のワイヤ接合部を覆う補強樹脂部３０を形成する。

【0130】

したがって、補強樹脂２３と補強樹脂３１は、液状の高耐熱・高強度樹脂であり、同じ樹脂であることが好ましいが、必ずしも同じ樹脂でなくてもよい。

【0131】

なお、ソース電極２上のワイヤ接合部では、アルミワイヤ１８と電極膜間（ワイヤ接合部）の隙間状の切り欠き部１８ａを含む先端部付近が補強樹脂３１で埋まる状態となるように補強樹脂３１を塗布し、補強樹脂部３０を形成する。

【0132】

本第２変形例の半導体パッケージ２９の組み立てでは、焼結Ａｇ層によるダイボンド部と、ＳｉＣチップ１上のアルミワイヤ１８のワイヤ接合部のそれぞれの応力の集中箇所に高耐熱・高強度な補強樹脂部１７および補強樹脂部３０を形成した構造を量産可能なプロセスで製造することができる。その結果、ＳｉＣチップ１の動作温度が２００〜３００℃の高温領域であっても、長期に渡って特性不良等の不具合を生じない高い信頼性を有する樹脂封止型の半導体パッケージ２９を組み立てることが可能になる。さらに、この半導体パッケージ２９を、従来品と同等の生産性で量産することが可能になる。

【0133】

なお、半導体パッケージ２９の組み立てにおけるその他の製造方法とその他の効果については、実施の形態１の半導体パッケージ２０の組み立ておよびその効果と同様であるため、その重複説明は省略する。

【0134】

次に、本実施の形態１の第３変形例について説明する。

【0135】

図１３は実施の形態１の第３変形例の半導体装置の構造を示す断面図である。

【0136】

図１３に示す第３変形例は、実施の形態１の図１および図２に示す半導体パッケージ２０と略同様の構造の半導体パッケージ３２を示すものであり、ここでは、半導体パッケージ３２の半導体パッケージ２０との相違点のみについて説明する。

【0137】

本第３変形例の半導体パッケージ３２は、少なくとも第１焼結Ａｇ層１６と補強樹脂部１７との界面に酸化Ｚｎ膜等の有機Ｚｎ膜３３が形成されているものであり、補強樹脂部１７と金属部材（第１焼結Ａｇ層１６およびＡｇめっき膜１５）の接着強度を向上させたものである。

【0138】

詳細には、金属部材である第１焼結Ａｇ層１６およびダイパッド６上のＡｇめっき膜１５のそれぞれの表面上に有機Ｚｎ膜３３が形成され、この有機Ｚｎ膜３３上に補強樹脂２３が塗布されて加熱・硬化処理により補強樹脂部１７が形成されたものである。

【0139】

この有機Ｚｎ膜３３は、有機Ｚｎ化合物溶液３４を第１焼結Ａｇ層１６に塗布し、大気中で２００〜３５０℃に加熱焼成する方法で形成する。有機Ｚｎ化合物溶液３４は、低粘度のため、第１焼結Ａｇ層１６の空孔部内に浸透して内部のＡｇの表面にも形成され、ＡｇやＮｉの金属種によらず、いずれの金属表面にも密着した有機Ｚｎ膜３３が形成される。その際、塗布量や塗布液のＺｎ含有量によるが、有機Ｚｎ膜３３の膜厚は数ｎｍ〜数百ｎｍの範囲で形成する。

【0140】

また、半導体パッケージ３２では、ＳｉＣチップ１とリードとを電気的に接続するワイヤとして、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ２５が用いられ、超音波ボンディングによって銅ワイヤ２５が接続されている。なお、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ２５の代わりとして、Ａｇワイヤを用いてもよい。

【0141】

そして、銅ワイヤ２５はその表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われている。

【0142】

また、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２とゲート電極３のそれぞれの最表面は、Ｎｉ／Ａｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で構成されており、したがって、表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５と、ソース電極２やゲート電極３との接続性が高められている。

【0143】

本第３変形例の半導体パッケージ３２によれば、有機Ｚｎ膜３３が設けられたことで、第１焼結Ａｇ層１６や周辺の金属面と補強樹脂部１７との接着強度を高めることができ、剥離することが無くなるため、外側の封止体１４の樹脂が剥離したとしても補強樹脂部１７の保護効果によって第１焼結Ａｇ層１６にクラックが形成されることを無くすことができる。

【0144】

その結果、温度サイクルテストの信頼性や高温・高湿信頼性に優れた高耐熱のダイボンド構造を備えた半導体パッケージ３２を実現することができる。

【0145】

なお、半導体パッケージ３２におけるその他の構造とその他の効果については、実施の形態１の半導体パッケージ２０と同様であるため、その重複説明は省略する。

【0146】

次に、本第３変形例の半導体パッケージ３２の組み立てについて説明する。図１４は図１３に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。半導体パッケージ３２の組み立ては、図７に示す半導体パッケージ２０の組み立てとほぼ同じであるため、その相違点のみを図１３および図１４を用いて説明する。

【0147】

半導体パッケージ３２の組み立てにおける半導体パッケージ２０の組み立てとの異なる点は、ワイヤボンディング工程と、ワイヤボンディング工程後の樹脂塗布・樹脂硬化工程の前に、有機Ｚｎ膜形成工程を設けたことである。

【0148】

まず、ワイヤボンディング工程では、ＳｉＣチップ１の主面１ａの貴金属めっき膜（例えばＮｉ／Ａｕ膜）が形成されたソース電極２とソースリード９との間、およびゲート電極３とゲートリード１１（図８参照）との間を、Ａｇめっきが施された銅ワイヤ２５（もしくはＡｇワイヤ）の超音波ボンディングによって結線する（電気的に接続する）。

【0149】

ワイヤボンディング後、樹脂塗布・樹脂硬化工程の前に有機Ｚｎ膜形成工程を行う。

【0150】

有機Ｚｎ膜形成工程では、ダイパッド６および第１焼結Ａｇ層１６上に有機Ｚｎ化合物溶液３４を塗布（供給）し、酸化雰囲気中で２００〜３５０℃の温度に加熱して焼成処理を行い、これにより、第１焼結Ａｇ層１６のフィレット部１６ａや内部のＡｇ骨格表面およびダイパッド６の上面６ａのＡｇめっき膜１５（およびＮｉめっき膜１２）の表面に有機酸化膜等の有機Ｚｎ膜３３を形成する。

【0151】

有機Ｚｎ膜形成後、図７の半導体パッケージ２０の組み立ての樹脂塗布・樹脂硬化工程と同様の樹脂塗布・樹脂硬化工程を行って第１焼結Ａｇ層１６を覆う補強樹脂部１７を形成する。

【0152】

なお、半導体パッケージ３２の組み立てにおけるその他の製造方法とその他の効果については、実施の形態１の半導体パッケージ２０の組み立ておよびその効果と同様であるため、その重複説明は省略する。

【0153】

（実施の形態２）
図１５は実施の形態２の半導体装置の構造の一例を樹脂部を透過して示す平面図、図１６は図１５に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図、図１７は図１５に示す半導体装置の半導体チップの第１電極のワイヤ接合部の構造の一例を示す部分平面図、図１８は図１７に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す部分断面図である。

【0154】

図１５および図１６に示す本実施の形態２の半導体パッケージ（半導体装置）３５は、実施の形態１の図１および図２に示す半導体パッケージ２０と略同様の構造のものであり、ここでは、半導体パッケージ３５の半導体パッケージ２０との相違点のみについて説明する。

【0155】

本実施の形態２の半導体パッケージ３５では、まず、ＳｉＣチップ１とリードとを電気的に接続するワイヤとして、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ２５，２６が用いられ、超音波ボンディングによってそれぞれのワイヤが接続されている。あるいは、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ２５，２６の代わりとして、Ａｇワイヤを用いてもよい。

【0156】

ここでは、表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成された銅ワイヤ２５，２６を用いた場合を説明する。すなわち、ＳｉＣチップ１のソース電極２とソースリード９とを電気的に接続するワイヤが、太い銅ワイヤ２５であり、ＳｉＣチップ１のゲート電極３とゲートリード１１とを電気的に接続するワイヤが、銅ワイヤ２５より細い銅ワイヤ２６であり、それぞれのワイヤとワイヤ接合部の耐熱性が高められている。

【0157】

そして、銅ワイヤ２５，２６はその表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われている。表面が貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６は、超音波ボンディングによって結線することが可能であるため、量産性に優れているという利点がある。

【0158】

また、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２とゲート電極３のそれぞれの最表面は、Ｎｉ／Ａｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で構成されており、したがって、表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６のそれぞれと、ソース電極２、ゲート電極３との接続性が高められている。

【0159】

さらに、表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６を用いているため、銅ワイヤ２５が接続されるソースリード９のソースボンドパッド８、および銅ワイヤ２６が接続されるゲートリード１１のゲートボンドパッド１０のそれぞれのパッドの表面にはＡｇめっき２７が形成されている。

【0160】

これにより、表面がＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で覆われた銅ワイヤ２５，２６のそれぞれと、上記それぞれのパッドとの接続性が高めることができる。

【0161】

また、ＳｉＣチップ１の主面１ａの主電極であるソース電極２上には、銅ワイヤ２５のワイヤ接合部（一部）を覆う状態で、かつソース電極２の表面の７割以上、好ましくは略全面の領域（表面全体）に厚さ３０μｍ以上の多孔質の（ポーラスな）第２焼結Ａｇ層３６が形成されている。

【0162】

なお、第２焼結Ａｇ層３６は、ソース電極２の表面の全体を覆っていることが好ましいが、図１５に示すように、ソース電極２の表面の外周部から僅かに内側の領域までを覆っていてもよい。すなわち、ソース電極２の表面の１００％全体を覆うように制御することは困難なため、表面の外周部からはみ出さないように、僅かに内側の領域までを覆うようにしてもよい。

【0163】

また、半導体パッケージ３５では、ＳｉＣチップ１の主面１ａのゲート電極３の表面のワイヤ接合部にも、このワイヤ接合部を覆う状態で多孔質の（ポーラスな）第２焼結Ａｇ層３６が形成されている。

【0164】

本実施の形態２の半導体パッケージ３５によれば、大きな主電流が流れるソース電極２とソース電極用のソースリード９間を電気抵抗が小さく熱伝導性に優れた銅ワイヤ２５で結線しているため、アルミワイヤに比べてワイヤ自体の発熱が小さく、かつリード側への放熱効果が大きいため、ワイヤ接合部の温度上昇を低く抑えることができる。

【0165】

また、ワイヤ接合部を多い、かつソース電極２の表面の略全面（表面全体）に、熱および電気伝導性に優れた多孔質の（ポーラスな）第２焼結Ａｇ層３６が形成されていることにより、図１７および図１８に示すように、銅ワイヤ２５から供給される電流Ｄが低抵抗の焼結Ａｇ層（第２焼結Ａｇ層３６）を通ってＳｉＣチップ（ＳｉＣデバイス）１に分散されて均一に供給される。

【0166】

これにより、ＳｉＣチップ１内での発熱分布が均一化され、局所的な過熱が発生することを抑制できる。

【0167】

また、局所的な過熱が発生することを抑制できるため、デバイスのセル損傷の危険性が減り、デバイス起因の不良発生を低減することができる。

【0168】

さらに、熱伝導性に優れた第２焼結Ａｇ層３６が主電極であるソース電極２上に形成されているため、ソース電極２上のワイヤ接合部で発熱が大きくなった場合でも、周囲に瞬時に熱を分散することができ、これにより、ワイヤ接合部の温度上昇を低く抑えることが可能となる。

【0169】

また、ワイヤ自体の発熱の抑制化やデバイス内の発熱の均一化、第２焼結Ａｇ層３６による熱の分散効果によって、ワイヤ接合部の温度上昇が抑制されてワイヤ接合部の熱疲労によるクラックの進展を遅くさせることができる。その結果、ワイヤ接合部の破断に関するパワーサイクルテストの寿命の向上化を図ることができる。

【0170】

さらには、多孔質の（ポーラスな）第２焼結Ａｇ層３６は貴金属めっきが施された銅ワイヤ２５と金属接合しており、ソース電極２の表面の貴金属めっき膜とも金属接合している。

【0171】

したがって、銅ワイヤ２５とソース電極２の接合界面が熱膨張差による熱疲労で破断が進行した場合でも、多孔質の第２焼結Ａｇ層３６とソース電極２間は、低弾性率の焼結Ａｇが歪を吸収するため、接合界面が破断することが無く、さらに銅ワイヤ２５と第２焼結Ａｇ層３６の接合界面も破断することが無い。

【0172】

これにより、銅ワイヤ２５から供給される電流Ｄの通路を焼結Ａｇ層（第２焼結Ａｇ層３６）によって確保することができ、長期間に渡って製品性能を維持できる信頼性の高い半導体パッケージ３５を実現することができる。

【0173】

また、本実施の形態２の半導体パッケージ３５においては、ダイボンド構造が図１の半導体パッケージ２０と同じ構成であるため、ダイボンド部の長期信頼性等の効果については、図１の半導体パッケージ２０によって得られる効果と同様の効果を得ることができる。

【0174】

さらに、大きな電流が流れるソース電極２とソースリード９間を、アルミワイヤに比べて高導電かつ高熱伝導で、低熱膨張のＡｇまたは銅ワイヤ２５の超音波ボンディングによって結線しているため、ワイヤ自体からの発熱を小さくすることができ、さらにＳｉＣチップ１の表面からの放熱性向上によってワイヤボンド部の温度上昇を抑制することができる。

【0175】

その結果、ワイヤ接合部の温度サイクルテストの信頼性を向上でき、さらに半導体パッケージ３５の電力損失を小さくすることが可能となり、高性能で高信頼な樹脂封止型の半導体パッケージ３５を実現することができる。

【0176】

本実施の形態２の半導体パッケージ３５のその他の構造とその他の効果については、実施の形態１の半導体パッケージ２０と同様であるため、その重複説明は省略する。

【0177】

次に、本実施の形態２の半導体パッケージ３５の組み立てについて説明する。図１９は図１５に示す半導体装置の組み立て手順の一例を示すフロー図である。半導体パッケージ３５の組み立ては、図７に示す半導体パッケージ２０の組み立てとほぼ同じであるため、その相違点のみを図１５、図１６および図１９を用いて説明する。

【0178】

本実施の形態２の半導体パッケージ３５の組み立ての半導体パッケージ２０の組み立てとの異なる点は、ワイヤボンディング工程と、チップ上の焼結Ａｇ層形成工程および樹脂塗布・樹脂硬化工程である。

【0179】

半導体パッケージ３５の組み立てのワイヤボンディング工程では、まず、ＳｉＣチップ１の主面１ａの最表面がＮｉ／Ａｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で構成されたソース電極２と、Ａｇめっき２７が施されたソースリード９のソースボンドパッド８間を、ＡｇワイヤもしくはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が施された太い銅ワイヤ２５を用いて、超音波ボンディングによって結線する。

【0180】

さらに、最表面がＮｉ／Ａｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜で構成されたゲート電極３と、Ａｇめっき２７が施されたゲートリード１１のゲートボンドパッド１０間を、ＡｇワイヤもしくはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が施された、銅ワイヤ２５より細い銅ワイヤ２６を用いて、超音波ボンディングによって結線する。

【0181】

これにより、半導体パッケージ３５のワイヤボンディングにおいても、銅ワイヤ２５，２６を用いてソース電極２とソースリード９間を、さらにゲート電極３とゲートリード１１間を結線することができる。

【0182】

ワイヤボンディング後、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２の表面におけるワイヤ接合部およびその周囲を含む７割以上の領域、好ましくは表面の略全体の領域に第２焼結Ａｇペースト３７を５０μｍ以上の厚さで供給し、さらに大気中で２００〜３５０℃に加熱し、０．５〜２時間保持してＡｇペーストを焼成処理する。すなわち、ソース電極２上およびゲート電極３上に多孔質の第２焼結Ａｇ層３６を形成する。

【0183】

この時、Ａｇペースト中の樹脂は揮発や分解や流出によって消失し、残ったＡｇ粒子同士やＡｇ粒子と銅ワイヤ２５や電極の貴金属膜との間で連結・融合が進行し、第２焼結Ａｇ層３６は網目状のネツトワークを形成して貴金属膜と金属接合した状態となる。

【0184】

つまり、ＳｉＣチップ１のソース電極２と銅ワイヤ２５が、およびゲート電極３と銅ワイヤ２６が、それぞれ第２焼結Ａｇ層３６を介して電気的に接続された状態となっている。

【0185】

次に、ダイパッド６と、ＳｉＣチップ１の裏面１ｂのドレイン電極４の接合部と、ＳｉＣチップ１の主面１ａのソース電極２およびゲート電極３上の多孔質の第２焼結Ａｇ層３６とにエポキシ樹脂などの液状の熱硬化性樹脂（補強樹脂２３）を供給し、第２焼結Ａｇ層３６内に熱硬化性樹脂を含浸させ、かつ第１焼結Ａｇ層１６の表面を上記熱硬化性樹脂で覆った状態にする。

【0186】

この状態で加熱・硬化処理を行って、ダイボンド部の第１焼結Ａｇ層１６の表面を覆う補強樹脂部１７を形成する。

【0187】

本実施の形態２の半導体パッケージ３５のその他の組み立てについては、実施の形態１の半導体パッケージ２０の組み立てと同様であるため、その重複説明は省略する。

【0188】

本実施の形態２の半導体装置の組み立てによれば、ダイボンディングやワイヤボンディング工程は、加熱温度や荷重・超音波の出力条件が従来品の組み立てと異なっているが、組み立てプロセスは、従来品の組み立てと同じプロセスを用いることができる。また、ワイヤ接合部の焼結Ａｇ層形成工程や補強樹脂の含浸・硬化処理工程が増えるものの、量産性を妨げる工程は含まれていないため、新たな設備投資は必要とせず、従来品の生産ラインを使用して高信頼な半導体パッケージ３５を生産性を向上させて製造することができる。

【0189】

本実施の形態２の半導体パッケージ３５の組み立てのその他の効果については、実施の形態１の図７に示す半導体パッケージ２０の組み立てと同様であるため、その重複説明は省略する。

【0190】

次に、本実施の形態２の変形例について説明する。

【0191】

図２０は実施の形態２の変形例の半導体装置の構造を樹脂部を透過して示す平面図、図２１は図２０に示すＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。

【0192】

図２０および図２１に示す本実施の形態２の変形例の半導体装置は、ＳｉＣダイオードタイプの半導体パッケージ３８である。

【0193】

半導体パッケージ３８の構造について説明すると、ＳｉＣダイオードデバイスであるＳｉＣチップ１の主面１ａには、最表面が貴金属膜で構成された主電極１ｇが形成され、さらに主電極１ｇの周囲にはＳｉＣチップ１の端部まで絶縁性のパッシベーション膜５が形成されている。一方、裏面１ｂには、最表面が貴金属膜で構成された多層膜からなる裏面電極１ｈが形成されている。

【0194】

一方、Ｃｕリードフレーム側は、ＳｉＣチップ１を搭載するダイパッド６、外部に電流を取り出す裏面電極用リード４１と裏面電極用ボンドパッド４２、主電極用リード３９と主電極用ボンドパッド４０から構成されており、ダイパッド６のチップ搭載領域にはＡｇめっき膜１５が形成されている。

【0195】

また、ダイパッド６上のＡｇめっき面とＳｉＣチップ１の裏面電極１ｈは、ＺｎＡｌ系またはＳｎＳｂＡｇＣｕ系またはＡｕＳｎ系の高温Ｐｂフリー半田４３を介して金属接合されている。すなわち、ＳｉＣチップ１は、高温Ｐｂフリー半田４３を介してダイパッド６上に搭載されている。

【0196】

さらに、ＳｉＣチップ１の主電極１ｇと主電極用ボンドパッド４０間、およびダイパッド６と裏面電極用ボンドパッド４２間は、表面にＡｇまたはＡｕまたはＰｄめっきが施された複数の銅ワイヤ２５，２６を用いた超音波ボンディングによって結線されている。

【0197】

また、ＳｉＣチップ１の主電極１ｇ上には、銅ワイヤ２５の一部を覆う状態で主電極１ｇの表面の７割以上の領域、好ましくは表面の略全体の領域に厚さ３０μｍ以上の多孔質の第２焼結Ａｇ層３６が形成されている。

【0198】

すなわち、主電極１ｇ上において、銅ワイヤ２５のワイヤ接合部とその周辺、および主電極１ｇの表面の略全体が第２焼結Ａｇ層３６によって覆われている。

【0199】

なお、第２焼結Ａｇ層３６は、主電極１ｇの表面の全体を覆っていることが好ましいが、図２０に示すように、主電極１ｇの表面の外周部から僅かに内側の領域までを覆っていてもよい。すなわち、主電極１ｇの表面の１００％全体を覆うように制御することは困難なため、表面の外周部からはみ出さないように、僅かに内側の領域までを覆うようにしてもよい。

【0200】

また、ダイパッド６と各リードの一部を外部に露出させ、さらにＳｉＣチップ１と半田接合層（高温Ｐｂフリー半田４３）と複数の銅ワイヤ２５，２６と第２焼結Ａｇ層３６の全体を覆うように、樹脂モールドで封止樹脂によって形成された封止体１４が設けられている。

【0201】

また、封止体１４から露出したダイパッド６の下面６ｂおよび他の一部や、各リードの金属面には、ＳｎベースのＰｂフリー半田膜４４，４５がめっき形成されている。

【0202】

本実施の形態２の半導体パッケージ３８によれば、高温動作環境でも長期的に信頼性が高く、かつ低損失で小型のダイオードタイプの半導体パッケージ３８を実現することができる。

【0203】

すなわち、銅ワイヤ２５から供給される電流の通路を第２焼結Ａｇ層３６によって確保することができるため、長期間に渡って製品性能を維持できる信頼性の高いダイオードタイプの半導体パッケージ３８を実現することができる。

【0204】

以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【0205】

例えば、前記実施の形態１（変形例）では、金属ワイヤに銅ワイヤを採用する場合に、その表面にＡｕ膜またはＡｇ膜等の貴金属めっき膜が形成されている場合を説明したが、前記貴金属めっき膜は、Ｐｄめっき膜であってもよい。また、実施の形態１（変形例含む）や実施の形態２で示すＳｉＣチップに替えてＧａＮチップを用いても良い。

【符号の説明】

【0206】

１ ＳｉＣチップ（ワイドギャップ半導体チップ）
１ａ 主面
１ｂ 裏面
１ｃ 側面
１ｄ コンタクト膜
１ｅ 下地膜
１ｆ 貴金属膜
１ｇ 主電極
１ｈ 裏面電極
２ ソース電極（第１電極）
３ ゲート電極（第３電極）
４ ドレイン電極（第２電極）
５ パッシベーション膜
６ ダイパッド（チップ搭載部）
６ａ 上面（チップ搭載面）
６ｂ 下面
７ ドレインリード（第２リード）
８ ソースボンドパッド
９ ソースリード（第１リード）
１０ ゲートボンドパッド
１１ ゲートリード（第３リード）
１２，１３ Ｎｉめっき膜
１４ 封止体（第３樹脂部）
１５ Ａｇめっき膜（第１貴金属めっき膜）
１６ 第１焼結Ａｇ層
１６ａ フィレット部
１６ｂ 未充填部
１６ｃ 縦クラック
１７ 補強樹脂部（第１樹脂部）
１８，１９ アルミワイヤ
１８ａ 切り欠き部
２０ 半導体パッケージ（半導体装置）
２１ リードフレーム
２２ 第１焼結Ａｇペースト
２３ 補強樹脂（第１樹脂）
２４ 半導体パッケージ（半導体装置）
２５，２６ 銅ワイヤ
２７ Ａｇめっき
２８ 半田めっき
２９ 半導体パッケージ（半導体装置）
３０ 補強樹脂部（第２樹脂部）
３１ 補強樹脂（第２樹脂）
３２ 半導体パッケージ（半導体装置）
３３ 有機Ｚｎ膜
３４ 有機Ｚｎ化合物溶液
３５ 半導体パッケージ（半導体装置）
３６ 第２焼結Ａｇ層
３７ 第２焼結Ａｇペースト
３８ 半導体パッケージ（半導体装置）
３９ 主電極用リード
４０ 主電極用ボンドパッド
４１ 裏面電極用リード
４２ 裏面電極用ボンドパッド
４３ 高温Ｐｂフリー半田
４４，４５ Ｐｂフリー半田膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】