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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024157347
(43)【公開日】2024-11-07
(54)【発明の名称】半導体装置、半導体装置の製造方法、および車両
(51)【国際特許分類】
H01L 23/28 20060101AFI20241030BHJP
H01L 25/07 20060101ALI20241030BHJP
H01L 23/12 20060101ALI20241030BHJP
【ＦＩ】
H01L23/28 E
H01L25/04 C
H01L23/12 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023071661
(22)【出願日】2023-04-25
(71)【出願人】
【識別番号】000116024
【氏名又は名称】ローム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100200609
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 智和
(72)【発明者】
【氏名】福井 啓之
【テーマコード（参考）】
4M109
【Ｆターム（参考）】
4M109AA01
4M109BA04
4M109CA21
4M109DB16
4M109EA02
4M109GA02
(57)【要約】
【課題】 導電層に対する封止樹脂の剥離を抑制することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】 半導体装置Ａ１０は、絶縁層１１と、第１方向ｚの一方側を向く第１主面１２１を有するとともに、第１方向ｚにおいて第１主面１２１が向く側とは反対側が絶縁層１１に接合された導電層１２と、第１主面１２１に積層された第１金属層１７と、第１金属層１７に接合された第１半導体素子２１と、第１金属層１７および第１半導体素子２１を覆う封止樹脂５０とを備える。第１金属層１７の表面粗さは、第１主面１２１の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。
【選択図】 図９
【解決手段】 半導体装置Ａ１０は、絶縁層１１と、第１方向ｚの一方側を向く第１主面１２１を有するとともに、第１方向ｚにおいて第１主面１２１が向く側とは反対側が絶縁層１１に接合された導電層１２と、第１主面１２１に積層された第１金属層１７と、第１金属層１７に接合された第１半導体素子２１と、第１金属層１７および第１半導体素子２１を覆う封止樹脂５０とを備える。第１金属層１７の表面粗さは、第１主面１２１の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。
【選択図】 図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁層と、
第１方向の一方側を向く第１主面を有するとともに、前記第１方向において前記第１主面が向く側とは反対側が前記絶縁層に接合された導電層と、
前記第１主面に積層された第１金属層と、
前記第１金属層に接合された半導体素子と、
前記第１金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第１金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、半導体装置。
第１方向の一方側を向く第１主面を有するとともに、前記第１方向において前記第１主面が向く側とは反対側が前記絶縁層に接合された導電層と、
前記第１主面に積層された第１金属層と、
前記第１金属層に接合された半導体素子と、
前記第１金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第１金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、半導体装置。
【請求項2】
前記絶縁層に接合されたゲート配線層をさらに備え、
前記半導体素子は、前記第１方向において前記第１金属層に対向する側とは反対側に位置するゲート電極を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート配線層に導通している、請求項１に記載の半導体装置。
前記半導体素子は、前記第１方向において前記第１金属層に対向する側とは反対側に位置するゲート電極を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート配線層に導通している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記ゲート配線層に積層された第２金属層をさらに備え、
前記ゲート配線層は、前記第１方向において前記第１主面と同じ側を向く第２主面を有し、
前記第２金属層は、前記第２主面に積層されており、
前記封止樹脂は、前記第２金属層を覆っており、
前記第２金属層の表面粗さは、前記第２主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、請求項２に記載の半導体装置。
前記ゲート配線層は、前記第１方向において前記第１主面と同じ側を向く第２主面を有し、
前記第２金属層は、前記第２主面に積層されており、
前記封止樹脂は、前記第２金属層を覆っており、
前記第２金属層の表面粗さは、前記第２主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記ゲート電極と前記第２金属層とに導電接合された導通部材をさらに備える、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記第１金属層は、第１領域と、前記第１領域に隣接した第２領域と、を含み、
前記導電層には、前記第１主面から凹む第１凹部が形成されており、
前記第１領域は、前記第１凹部を覆っている、請求項４に記載の半導体装置。
前記導電層には、前記第１主面から凹む第１凹部が形成されており、
前記第１領域は、前記第１凹部を覆っている、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第１方向に視て、前記第１領域は、前記第２領域と前記絶縁層の周縁との間に位置する、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記第１方向に視て、前記半導体素子は、前記第２領域に重なっている、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記第１方向に視て、前記第２領域は、前記第１領域に囲まれている、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記第２金属層は、第３領域と、前記第１領域に隣接した第４領域と、を含み、
前記ゲート配線層には、前記第２主面から凹む第２凹部が形成されており、
前記第３領域は、前記第２凹部を覆っている、請求項７に記載の半導体装置。
前記ゲート配線層には、前記第２主面から凹む第２凹部が形成されており、
前記第３領域は、前記第２凹部を覆っている、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記第１方向に視て、前記第３領域は、前記第４領域と前記絶縁層の周縁との間に位置する、請求項９に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記導通部材は、前記第４領域に導電接合されている、請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記半導体素子は、前記第１金属層に対向する第１電極と、前記第１方向において前記第１電極とは反対側に位置する第２電極と、を有し、
前記第１電極は、前記第１金属層に導電接合されている、請求項３ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
前記第１電極は、前記第１金属層に導電接合されている、請求項３ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項13】
前記第１金属層に導電接合された第１端子と、前記第２電極に導電接合された第２端子と、をさらに備え、
前記第１端子および前記第２端子の各々は、前記封止樹脂から露出している、請求項１２に記載の半導体装置。
前記第１端子および前記第２端子の各々は、前記封止樹脂から露出している、請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項14】
前記絶縁層を基準として前記導電層とは反対側に位置するとともに、前記絶縁層に接合された放熱層をさらに備え、
前記放熱層は、前記封止樹脂から露出している、請求項１３に記載の半導体装置。
前記放熱層は、前記封止樹脂から露出している、請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項15】
前記放熱層を基準として前記絶縁層とは反対側に位置するとともに、前記放熱層に積層された第３金属層をさらに備え、
前記第３金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、請求項１４に記載の半導体装置。
前記第３金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項16】
第１方向の一方側を向く主面を有する導電層であって、前記導電層の前記第１方向において前記主面が向く側とは反対側を絶縁層に接合する工程と、
前記主面に金属層を積層する工程と、
前記導電層および前記金属層の各々の一部を除去する工程と、
前記金属層に半導体素子を接合する工程と、
前記金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する工程と、を備え、
前記金属層は、スパッタリング法により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記金属層の表面粗さが、前記主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きくなるようにする、半導体装置の製造方法。
前記主面に金属層を積層する工程と、
前記導電層および前記金属層の各々の一部を除去する工程と、
前記金属層に半導体素子を接合する工程と、
前記金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する工程と、を備え、
前記金属層は、スパッタリング法により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記金属層の表面粗さが、前記主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きくなるようにする、半導体装置の製造方法。
【請求項17】
前記導電層を前記絶縁層に接合する工程と、前記主面に前記金属層を積層する工程と、の間に前記主面から凹む凹部を前記導電層に形成する工程をさらに備え、
前記凹部は、レーザ照射により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記凹部が前記金属層に覆われるようにする、請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
前記凹部は、レーザ照射により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記凹部が前記金属層に覆われるようにする、請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項18】
駆動源と、
請求項１３に記載の半導体装置と、を備え、
前記半導体装置は、前記駆動源に導通している、車両。
請求項１３に記載の半導体装置と、を備え、
前記半導体装置は、前記駆動源に導通している、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体装置およびその製造方法と、当該半導体装置が搭載された車両とに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ＭＯＳＦＥＴが搭載された半導体装置の一例が開示されている。当該半導体装置は、電源電圧が印加されるドレイン端子と、ＭＯＳＦＥＴに電気信号を入力するためのゲート端子と、当該電源電圧に対応した電力が当該電気信号に基づき変換された後、変換された電力が出力されるソース端子とを備える。ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン端子に導通するドレイン電極と、ソース端子に導通するソース電極と、ゲート端子に導通するゲート電極とを有する。ドレイン電極は、ダイパッド（タブ）に導電接合されている。ドレイン端子は、ダイパッドと一体となっている。ソース電極は、金属クリップに導電接合されている。さらに金属クリップは、ソース端子にも導電接合されている。これにより、当該半導体装置に、より大きな電流を流すことが可能となっている。
【0003】
特許文献１に開示されている半導体装置は、ダイパッドの少なくとも一部を覆う封止樹脂をさらに備える。ここで、ダイパッドに対する封止樹脂の十分な密着性が確保されていない場合、封止樹脂がダイパッドから剥離するおそれがある。封止樹脂がダイパッドから剥離すると、当該半導体装置の絶縁耐圧の低下や、当該半導体装置が具備するＭＯＳＦＥＴに水分等の外的因子が侵入することが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１６－１９２４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は上記事情に鑑み、導電層に対する封止樹脂の剥離を抑制することが可能な半導体装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の第１の側面によって提供される半導体装置は、絶縁層と、第１方向の一方側を向く第１主面を有するとともに、前記第１方向において前記第１主面が向く側とは反対側が前記絶縁層に接合された導電層と、前記第１主面に積層された第１金属層と、前記第１金属層に接合された半導体素子と、前記第１金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂とを備える。前記第１金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。
【0007】
本開示の第２の側面によって提供される半導体装置の製造方法は、第１方向の一方側を向く主面を有する導電層であって、前記導電層の前記第１方向において前記主面が向く側とは反対側を絶縁層に接合する工程と、前記主面に金属層を積層する工程と、前記導電層および前記金属層の各々の一部を除去する工程と、前記金属層に半導体素子を接合する工程と、前記金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する工程とを備える。前記金属層は、スパッタリング法により形成される。前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記金属層の表面粗さが、前記主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きくなるようにする。
【0008】
本開示の第３の側面によって提供される車両は、駆動源と、半導体装置とを備える。前記半導体装置は、前記駆動源に導通している。前記半導体装置は、本開示の第１の側面によって提供される半導体装置に対して、第２主面を有するゲート配線層と、前記第２主面に積層された第２金属層と、第１端子と、第２端子とをさらに備える。前記半導体装置が具備する半導体素子は、第１電極、第２電極およびゲート電極を有する。前記第１電極および前記第１端子の各々は、前記半導体装置が具備する第１金属層に導電接合されている。前記第２端子は、前記第２電極に導電接合されている。前記ゲート電極は、前記ゲート配線層に導通している。前記第２金属層の表面粗さは、前記第２主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。
【発明の効果】
【0009】
本開示にかかる半導体装置が具備する構成によれば、導電層に対する封止樹脂の剥離を抑制することが可能となる。
【0010】
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。
【0013】
〔第１実施形態〕
図１～図１０に基づき、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置Ａ１０について説明する。一般的に半導体装置Ａ１０は、インバータなどの電力変換回路に用いられる。半導体装置Ａ１０は、絶縁層１１、導電層１２、放熱層１３、ゲート配線層１４、第１金属層１７、第２金属層１８、第１半導体素子２１、第２半導体素子２２、第１端子３１、第２端子３２、第１信号端子３３、第２信号端子３４および封止樹脂５０を備える。さらに半導体装置Ａ１０は、第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３を備える。ここで、図２は、理解の便宜上、封止樹脂５０を透過している。図２では、透過した封止樹脂５０を想像線（二点鎖線）で示している。
図１～図１０に基づき、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置Ａ１０について説明する。一般的に半導体装置Ａ１０は、インバータなどの電力変換回路に用いられる。半導体装置Ａ１０は、絶縁層１１、導電層１２、放熱層１３、ゲート配線層１４、第１金属層１７、第２金属層１８、第１半導体素子２１、第２半導体素子２２、第１端子３１、第２端子３２、第１信号端子３３、第２信号端子３４および封止樹脂５０を備える。さらに半導体装置Ａ１０は、第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３を備える。ここで、図２は、理解の便宜上、封止樹脂５０を透過している。図２では、透過した封止樹脂５０を想像線（二点鎖線）で示している。
【0014】
半導体装置Ａ１０の説明においては、便宜上、後述する導電層１２の第１主面１２１の法線方向を「第１方向ｚ」と呼ぶ。第１方向ｚに対して直交する方向を「第２方向ｘ」と呼ぶ。第１方向ｚおよび第２方向ｘの双方に対して直交する方向を「第３方向ｙ」と呼ぶ。
【0015】
封止樹脂５０は、図５に示すように、第１半導体素子２１および第２半導体素子２２を覆っている。図６に示すように、封止樹脂５０は、第１金属層１７および第２金属層１８をさらに覆っている。封止樹脂５０は、絶縁体である。封止樹脂５０は、たとえば黒色のエポキシ樹脂を含む材料からなる。
【0016】
図４に示すように、封止樹脂５０は、頂面５１、底面５２、第１側面５３および第２側面５４を有する。図５および図６に示すように、頂面５１は、第１方向ｚにおいて後述する導電層１２の第１主面１２１と同じ側を向く。底面５２は、第１方向ｚにおいて頂面５１とは反対側を向く。
【0017】
【0018】
絶縁層１１は、図５および図６に示すように、封止樹脂５０に覆われている。絶縁層１１は、熱伝導率が比較的高い材料からなる。絶縁層１１は、たとえば、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のいずれかを含むセラミックスからなる。この他、絶縁層１１は、樹脂を含む材料からなる場合でもよい。
【0019】
導電層１２は、図５および図６に示すように、絶縁層１１の第１方向ｚの一方側に接合されている。導電層１２は、第１半導体素子２１および第２半導体素子２２を搭載している。第１方向ｚに視て、導電層１２は、絶縁層１１の周縁１１１に囲まれている。導電層１２は、封止樹脂５０に覆われている。導電層１２は、銅（Ｃｕ）を含む。導電層１２の第１方向ｚの寸法は、絶縁層１１の第１方向ｚの寸法よりも大きい。
【0020】
図２および図５に示すように、導電層１２は、第１主面１２１、主部１２３および舌部１２４を有する。第１主面１２１は、第１方向ｚにおいて絶縁層１１に対向する側とは反対側を向く。主部１２３は、第１半導体素子２１および第２半導体素子２２を搭載している。舌部１２４は、第２方向ｘにおいて主部１２３とゲート配線層１４との間に位置する。舌部１２４は、主部１２３の第２方向ｘの一方側からゲート配線層１４に向けて突出している。舌部１２４の第３方向ｙの寸法は、主部１２３の第２方向ｘの寸法よりも小さい。主部１２３および舌部１２４の各々は、第１主面１２１を含む。
【0021】
第１金属層１７は、図５および図６に示すように、導電層１２の第１主面１２１に積層されている。第１金属層１７の第１方向ｚの寸法は、導電層１２の第１方向ｚの寸法よりも小さい。第１方向ｚに視て、第１金属層１７は、第１主面１２１の縁の全体に重なっている。第１金属層１７は、たとえば銅を含む。図９に示すように、第１金属層１７の表面粗さは、第１主面１２１の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。
【0022】
放熱層１３は、図５および図６に示すように、絶縁層１１を基準として導電層１２とは反対側に位置しており、かつ絶縁層１１に接合されている。第１方向ｚに視て、放熱層１３は、絶縁層１１の周縁１１１に囲まれており、かつ導電層１２に重なっている。半導体装置Ａ１０においては、図３に示すように、放熱層１３は、封止樹脂５０の底面５２から外部に露出している。放熱層１３は、銅を含む。半導体装置Ａ１０においては、放熱層１３の第１方向ｚの寸法は、絶縁層１１の第１方向ｚの寸法よりも大きく、かつ導電層１２の第１方向ｚの寸法に等しい。この他、絶縁層１１および導電層１２の各々の第１方向ｚの寸法に対する放熱層１３の第１方向ｚの寸法の大小関係は、種々にとることが可能である。
【0023】
ゲート配線層１４は、図２および図６に示すように、絶縁層１１を基準として導電層１２と同じ側に位置しており、かつ絶縁層１１に接合されている。ゲート配線層１４は、第２方向ｘにおいて導電層１２の隣に位置する。ゲート配線層１４は、第３方向ｙに延びている。第１方向ｚに視て、ゲート配線層１４は、絶縁層１１の周縁１１１に囲まれている。ゲート配線層１４は、封止樹脂５０に覆われている。ゲート配線層１４は、銅を含む。ゲート配線層１４の第１方向ｚの寸法は、絶縁層１１の第１方向ｚの寸法よりも大きい。ゲート配線層１４は、第２主面１４１を有する。第２主面１４１は、第１方向ｚにおいて導電層１２の第１主面１２１と同じ側を向く。
【0024】
第２金属層１８は、図６に示すように、ゲート配線層１４の第２主面１４１に積層されている。第２金属層１８の第１方向ｚの寸法は、ゲート配線層１４の第１方向ｚの寸法よりも小さい。第１方向ｚに視て、第２金属層１８は、第２主面１４１の縁の全体に重なっている。第２金属層１８は、たとえば銅を含む。図１０に示すように、第２金属層１８の表面粗さは、第２主面１４１の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。
【0025】
第１半導体素子２１は、図５および図６に示すように、導電層１２の主部１２３を覆う第１金属層１７に接合されている。第１半導体素子２１は、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。この他、第１半導体素子２１は、ＭＩＳＦＥＴ（Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor）を含む電界効果トランジスタや、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）のようなバイポーラトランジスタでもよい。半導体装置Ａ１０の説明においては、第１半導体素子２１は、ｎチャネル型であり、かつ縦型構造のＭＯＳＦＥＴを対象とする。第１半導体素子２１は、化合物半導体基板を含む。当該化合物半導体基板の組成は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含む。
【0026】
図７に示すように、第１半導体素子２１は、第１電極２１１、２つの第２電極２１２、および第１ゲート電極２１３を有する。
【0027】
図７に示すように、第１電極２１１は、第１方向ｚの一方側に位置する。第１電極２１１は、第１金属層１７に対向している。第１電極２１１は、導電接合層２９を介して第１金属層１７に導電接合されている。これにより、第１電極２１１は、導電層１２に導通している。導電接合層２９は、たとえばハンダである。この他、導電接合層２９は、銀などを含む焼結金属でもよい。第１電極２１１には、第１半導体素子２１により変換される前の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第１電極２１１は、第１半導体素子２１のドレインに相当する。
【0028】
図７に示すように、２つの第２電極２１２は、第１方向ｚにおいて第１電極２１１とは反対側に位置する。図２に示すように、２つの第２電極２１２は、第２方向ｘにおいて互いに離れている。２つの第２電極２１２の各々には、第１半導体素子２１により変換された後の電力に対応する電流が流れる。すなわち、２つの第２電極２１２は、第１半導体素子２１のソースに相当する。
【0029】
図２および図７に示すように、第１ゲート電極２１３は、第１方向ｚにおいて２つの第２電極２１２と同じ側に位置する。第１ゲート電極２１３には、第１半導体素子２１を駆動するためのゲート電圧が印加される。第１ゲート電極２１３は、ゲート配線層１４に導通している。図２に示すように、第１方向ｚに視て、第１ゲート電極２１３の面積は、２つの第２電極２１２の各々の面積よりも小さい。
【0030】
第２半導体素子２２は、図５に示すように、導電層１２の主部１２３を覆う第１金属層１７に接合されている。第２半導体素子２２は、第１半導体素子２１と同一の素子である。したがって、第２半導体素子２２は、ｎチャネル型であり、かつ縦型構造のＭＯＳＦＥＴである。第２半導体素子２２は、第３方向ｙにおいて第１半導体素子２１の隣に位置する。
【0031】
図８に示すように、第２半導体素子２２は、第３電極２２１、２つの第４電極２２２、および第２ゲート電極２２３を有する。
【0032】
図８に示すように、第３電極２２１は、第１方向ｚの一方側に位置する。第３電極２２１は、第１金属層１７に対向している。第３電極２２１は、導電接合層２９を介して第１主面１２１に導電接合されている。これにより、第３電極２２１は、導電層１２に導通している。第３電極２２１には、第２半導体素子２２により変換される前の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第３電極２２１は、第２半導体素子２２のドレインに相当する。
【0033】
図８に示すように、２つの第４電極２２２は、第１方向ｚにおいて第３電極２２１とは反対側に位置する。図２に示すように、２つの第４電極２２２は、第２方向ｘにおいて互いに離れている。２つの第４電極２２２の各々には、第２半導体素子２２により変換された後の電力に対応する電流が流れる。すなわち、２つの第４電極２２２は、第２半導体素子２２のソースに相当する。
【0034】
図２および図８に示すように、第２ゲート電極２２３は、第１方向ｚにおいて２つの第４電極２２２と同じ側に位置する。第２ゲート電極２２３には、第２半導体素子２２を駆動するためのゲート電圧が印加される。第２ゲート電極２２３は、ゲート配線層１４に導通している。図２に示すように、第１方向ｚに視て、第２ゲート電極２２３の面積は、２つの第４電極２２２の各々の面積よりも小さい。
【0035】
第１端子３１は、図２に示すように、第１半導体素子２１および第２半導体素子２２の第２方向ｘの一方側に位置する。第１端子３１は、第１半導体素子２１の第１電極２１１と、第２半導体素子２２の第３電極２２１とに導通している。したがって、第１端子３１は、半導体装置Ａ１０のドレイン端子に相当する。第１端子３１は、銅を含む。
【0036】
図２および図６に示すように、第１端子３１は、第１基部３１１、および複数の第１接合部３１２を有する。第１方向ｚに視て、第１基部３１１は、第１金属層１７から離れている。図１に示すように、第１基部３１１は、封止樹脂５０に覆われた部分と、封止樹脂５０の第１側面５３から外部に露出する部分とを含む。第１方向ｚに視て、複数の第１接合部３１２は、第２方向ｘにおいて第１半導体素子２１および第２半導体素子２２が位置する側に第１基部３１１から延びている。複数の第１接合部３１２は、第３方向ｙに沿って配列されている。複数の第１接合部３１２の各々は、封止樹脂５０に覆われている。
【0037】
図６に示すように、複数の第１接合部３１２の各々は、導電接合層２９を介して導電層１２の主部１２３を覆う第１金属層１７に導電接合されている。この他、複数の第１接合部３１２の各々は、溶接により第１金属層１７に導電接合されている構成でもよい。
【0038】
第２端子３２は、図２および図５に示すように、第１半導体素子２１の２つの第２電極２１２と、第２半導体素子２２の２つの第４電極２２２とに導電接合されている。これにより、第２端子３２は、２つの第２電極２１２の各々と、２つの第４電極２２２の各々とに導通している。したがって、第２端子３２は、半導体装置Ａ１０のソース端子に相当する。第２端子３２は、銅を含む。
【0039】
図２および図５に示すように、第２端子３２は、第２基部３２１、複数の第２接合部３２２、および複数の第３接合部３２３を有する。第１方向ｚに視て、第２基部３２１は、導電層１２の第１主面１２１に重なっている。図１に示すように、第２基部３２１は、封止樹脂５０に覆われた部分と、封止樹脂５０の第２側面５４から外部に露出する部分とを含む。複数の第２接合部３２２の各々は、第２基部３２１につながっており、かつ封止樹脂５０に覆われている。図６に示すように、複数の第２接合部３２２の各々は、第２基部３２１から第１半導体素子２１に向けて突出している。複数の第２接合部３２２の各々は、導電接合層２９を介して第１半導体素子２１の２つの第２電極２１２のいずれかに導電接合されている。複数の第３接合部３２３の各々は、第２基部３２１につながっており、かつ封止樹脂５０に覆われている。複数の第３接合部３２３の各々は、第２基部３２１から第２半導体素子２２に向けて突出している。複数の第３接合部３２３の各々は、導電接合層２９を介して第２半導体素子２２の２つの第４電極２２２のいずれかに導電接合されている。
【0040】
第１信号端子３３は、図１に示すように、封止樹脂５０に覆われた部分と、封止樹脂５０の第２側面５４から外部に露出する部分とを含む。第１信号端子３３は、第２端子３２の第２基部３２１の第３方向ｙの一方側に位置する。第１信号端子３３は、ゲート配線層１４に導通している。したがって、第１信号端子３３は、第１半導体素子２１の第１ゲート電極２１３と、第２半導体素子２２の第２ゲート電極２２３とに導通している。すなわち、第１信号端子３３は、半導体装置Ａ１０のゲート端子に相当する。第１信号端子３３は、銅を含む。図４に示すように、第２側面５４から外部に露出する第１信号端子３３の部分は、第１方向ｚに沿って延びる部分を含む。
【0041】
第２信号端子３４は、図１に示すように、封止樹脂５０に覆われた部分と、封止樹脂５０の第２側面５４から外部に露出する部分とを含む。第２信号端子３４は、第３方向ｙにおいて第１信号端子３３と、第２端子３２の第２基部３２１との間に位置する。半導体装置Ａ１０においては、第２信号端子３４は、第２基部３２１につながっている。したがって、第２信号端子３４は、２つの第２電極２１２の各々と、２つの第４電極２２２の各々とに導通している。第２信号端子３４には、２つの第２電極２１２の各々と、２つの第４電極２２２の各々とに印加される電圧と等電位の電圧が印加される。第２信号端子３４は、銅を含む。第１信号端子３３と同様に、第２側面５４から外部に露出する第２信号端子３４の部分は、第１方向ｚに沿って延びる部分を含む。
【0042】
第１導通部材４１は、図２に示すように、第１半導体素子２１の第１ゲート電極２１３と、第２金属層１８とに導電接合されている。これにより、ゲート配線層１４は、第１ゲート電極２１３に導通している。第１導通部材４１は、封止樹脂５０に覆われている。第１導通部材４１は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）および金（Ａｕ）のいずれかを含有するワイヤである。
【0043】
第２導通部材４２は、図２に示すように、第２半導体素子２２の第２ゲート電極２２３と、第２金属層１８とに導電接合されている。これにより、ゲート配線層１４は、第２ゲート電極２２３に導通している。第２導通部材４２は、封止樹脂５０に覆われている。第２導通部材４２は、たとえば、アルミニウムおよび金のいずれかを含有するワイヤである。
【0044】
第３導通部材４３は、図２に示すように、第２金属層１８と第１信号端子３３とに導電接合されている。これにより、ゲート配線層１４は、第１信号端子３３に導通している。第３導通部材４３は、封止樹脂５０に覆われている。第３導通部材４３は、たとえば、アルミニウムおよび金のいずれかを含有するワイヤである。半導体装置Ａ１０においては、第３導通部材４３は、第２導通部材４２につながっている。
【0045】
【0046】
最初に、図１１に示すように、絶縁層１１の第１方向ｚの一方側に導電層８１を接合する。あわせて、絶縁層１１の第１方向ｚの他方側に放熱層８２を接合する。導電層８１は、半導体装置Ａ１０が具備する導電層１２およびゲート配線層１４を含む要素である。放熱層８２は、半導体装置Ａ１０が具備する放熱層１３を含む要素である。導電層８１は、第１方向ｚの一方側を向く主面８１１を有する。主面８１１は、第１方向ｚにおいて絶縁層１１に対向する側とは反対側を向く。
【0047】
次いで、図１２に示すように、導電層８１の主面８１１に金属層８３を積層する。金属層８３は、半導体装置Ａ１０が具備する第１金属層１７および第２金属層１８を含む要素である。金属層８３は、スパッタリング法により形成される。図１３に示すように、本工程では、金属層８３の表面粗さが、主面８１１の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きくなるようにする。このような表面粗さを具備する金属層８３は、スパッタリング法による金属層８３の形成において、金属層８３の形成にかかる圧力をより高く設定し、かつ主面８１１に対する金属層８３の積層（堆積）時間をより長く設定することによって得ることができる。
【0048】
次いで、図１４に示すように、導電層８１、放熱層８２および金属層８３の各々の一部を除去する。本工程では、放熱層８２および金属層８３の各々に対してフォトリソグラフィパターニングを施した後、当該フォトリソグラフィパターニングにかかるマスク層から露出する部分をウェットエッチングにより除去する。本工程を経ることにより、半導体装置Ａ１０が具備する導電層１２、放熱層１３、ゲート配線層１４、第１金属層１７および第２金属層１８が得られる。
【0049】
次いで、図１５に示すように、導電接合層２９を介して、導電層１２の主部１２３を覆う第１金属層１７に第１半導体素子２１および第２半導体素子２２の各々を導電接合する。導電接合層２９を介して、導電層１２の主部１２３を覆う第１金属層１７に第１端子３１の複数の第１接合部３１２を導電接合する。さらに、導電接合層２９を介して、第１半導体素子２１の２つの第２電極２１２に、第２端子３２の複数の第２接合部３２２を導電接合する。あわせて、導電接合層２９を介して、第２半導体素子２２の２つの第４電極２２２に、第２端子３２の複数の第３接合部３２３を導電接合する。本工程では、第１端子３１の第１基部３１１と、第２端子３２の第２基部３２１とは、金属フレームなどの支持部材（図示略）に支持されている。
【0050】
次いで、図示は省略するが、第１半導体素子２１の第１ゲート電極２１３と、第２金属層１８とに第１導通部材４１を導電接合する。第２半導体素子２２の第２ゲート電極２２３と、第２金属層１８とに第２導通部材４２を導電接合する。さらに、第２金属層１８と第１信号端子３３とに第３導通部材４３を導電接合する。
【0051】
次いで、図１６に示すように、第１金属層１７、第２金属層１８、第１半導体素子２１および第２半導体素子２２を覆う封止樹脂５０を形成する。封止樹脂５０は、トランスファモールド成形により形成される。その後、支持部材から第１端子３１の第１基部３１１と第２端子３２の第２基部３２１との各々を切り離す。以上の工程を経ることにより、半導体装置Ａ１０が得られる。
【0052】
次に、図１７に基づき、半導体装置Ａ１０が搭載された車両Ｂについて説明する。車両Ｂは、たとえば電気自動車（ＥＶ）である。
【0053】
図１７に示すように、車両Ｂは、車載充電器９１、蓄電池９２および駆動系統９３を備える。車載充電器９１には、屋外に設置された給電施設（図示略）から無線により電力が供給される。この他、給電施設から車載充電器９１への電力の供給手段は、有線でもよい。車載充電器９１には、昇圧型のＤＣ－ＤＣコンバータが構成されている。車載充電器９１に供給された電力の電圧は、当該コンバータにより昇圧された後、蓄電池９２に給電される。昇圧された電圧は、たとえば６００Ｖである。
【0054】
駆動系統９３は、車両Ｂを駆動する。駆動系統９３は、インバータ９３１および駆動源９３２を有する。半導体装置Ａ１０は、インバータ９３１の一部を構成する。蓄電池９２に蓄えられた電力は、インバータ９３１に給電される。蓄電池９２からインバータ９３１に給電される電力は、直流電力である。この他、図１７に示す電力系統とは異なり、蓄電池９２とインバータ９３１との間に昇圧型のＤＣ－ＤＣコンバータをさらに設けてもよい。インバータ９３１は、直流電力を交流電力に変換する。半導体装置Ａ１０を含めたインバータ９３１は、駆動源９３２に導通している。駆動源９３２は、交流モータおよび変速機を有する。インバータ９３１によって変換された交流電力が駆動源９３２に供給されると、交流モータが回転するとともに、その回転が変速機に伝達される。変速機は、交流モータから伝達された回転数を適宜減じた上で、車両Ｂの駆動軸を回転させる。これにより、車両Ｂが駆動する。車両Ｂの駆動にあたっては、アクセルペダルの変動量などの情報に基づき交流モータの回転数を自在に操作する必要がある。そこで、インバータ９３１における半導体装置Ａ１０は、要求される交流モータの回転数に対応させるべく、周波数が適宜変化された交流電力を出力するために必要である。
【0055】
次に、半導体装置Ａ１０の作用効果について説明する。
【0056】
半導体装置Ａ１０は、絶縁層１１と、絶縁層１１に接合された導電層１２と、導電層１２の第１主面１２１に積層された第１金属層１７と、第１金属層１７に接合された第１半導体素子２１と、第１金属層１７および第１半導体素子２１を覆う封止樹脂５０とを備える。第１金属層１７の表面粗さは、第１主面１２１の少なくとも一部の表面粗さよりも大きい。本構成をとることにより、第１金属層１７に対して封止樹脂５０には投錨効果（アンカー効果）が発現する。これにより、第１金属層１７から封止樹脂５０が剥離しにくくなる。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ１０においては、導電層１２に対する封止樹脂５０の剥離を抑制することが可能となる。
【0057】
半導体装置Ａ１０は、絶縁層１１に接合されたゲート配線層１４と、ゲート配線層１４に積層された第２金属層１８とをさらに備える。封止樹脂５０は、第２金属層１８を覆っている。第２金属層１８の表面粗さは、ゲート配線層１４の第２主面１４１の少なくとも一部の表面粗さよりも大きい。本構成をとることにより、第２金属層１８に対して封止樹脂５０には投錨効果（アンカー効果）が発現する。これにより、第２金属層１８から封止樹脂５０が剥離しにくくなる。したがって、ゲート配線層１４に対する封止樹脂５０の剥離を抑制することが可能となる。
【0058】
半導体装置Ａ１０は、第２金属層１８に導電接合された第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３をさらに備える。本構成をとることにより、第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の各々には、第４領域１８２に対する投錨効果が発現する。これにより、第２金属層１８に対する第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の接合強度を向上させることができる。
【0059】
第１半導体素子２１の第１電極２１１は、導電接合層２９を介して第１金属層１７に導電接合されている。本構成をとることにより、導電接合層２９には、第１金属層１７に対する投錨効果が発現する。これにより、第１金属層１７に対する第１半導体素子２１の接合強度を向上させることができる。さらに、第１金属層１７の表面積が比較的大きいため、第１半導体素子２１から導電層１２への熱伝導効率の向上を図ることができる。
【0060】
半導体装置Ａ１０は、導電層１２が接合された絶縁層１１と、絶縁層１１を基準として導電層１２とは反対側に位置し、かつ絶縁層１１に接合された放熱層１３とをさらに備える。絶縁層１１および導電層１２は、封止樹脂５０に覆われている。放熱層１３は、封止樹脂５０から外部に露出している。本構成をとることにより、半導体装置Ａ１０の絶縁耐圧の低下を抑制しつつ、半導体装置Ａ１０の放熱性の向上を図ることができる。
【0061】
第１方向ｚに視て、導電層１２および放熱層１３の各々は、絶縁層１１の周縁１１１から離れている。本構成をとることにより、絶縁層１１の周縁１１１の近傍は、第１方向ｚの両側から封止樹脂５０に挟まれたものとなる。これにより、封止樹脂５０から絶縁層１１および導電層１２の脱落を防止できる。
【0062】
導電層１２および放熱層１３の各々の第１方向ｚの寸法は、絶縁層１１の第１方向ｚの寸法よりも大きい。本構成をとることにより、導電層１２および放熱層１３の各々の第１方向ｚにおける熱抵抗が低減される。これにより、半導体装置Ａ１０の放熱性をより向上させることができる。
【0063】
〔第２実施形態〕
図１８～図２０に基づき、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置Ａ２０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１８は、理解の便宜上、第１端子３１、第２端子３２、第２信号端子３４および封止樹脂５０を透過している。図１８では、透過したこれらの要素を想像線で示している。
図１８～図２０に基づき、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置Ａ２０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１８は、理解の便宜上、第１端子３１、第２端子３２、第２信号端子３４および封止樹脂５０を透過している。図１８では、透過したこれらの要素を想像線で示している。
【0064】
半導体装置Ａ２０においては、導電層１２、ゲート配線層１４、第１金属層１７、第２金属層１８、第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の構成が、半導体装置Ａ１０の当該構成と異なる。
【0065】
図１９に示すように、導電層１２の主部１２３の一部には、第１主面１２１から凹む複数の第１凹部１２２が形成されている。複数の第１凹部１２２の各々は、第２方向ｘに延びる溝である。
【0066】
図１８および図１９に示すように、第１金属層１７は、第１領域１７１と、第１領域１７１に隣接した第２領域１７２とを含む。第１領域１７１は、複数の第１凹部１２２を覆っている。第１方向ｚに視て、第１領域１７１は、第２領域１７２と絶縁層１１の周縁１１１との間に位置する。第１方向ｚに視て、第１半導体素子２１および第２半導体素子２２の各々は、第２領域１７２に重なっている。
【0067】
図２０に示すように、ゲート配線層１４には、第２主面１４１から凹む複数の第２凹部１４２が形成されている。複数の第２凹部１４２の各々は、第２方向ｘに延びる溝である。第３方向ｙにおける複数の第２凹部１４２の形成範囲は、第３方向ｙにおける複数の第１主面１２１の形成範囲に対応している。
【0068】
図１８および図２０に示すように、第２金属層１８は、第３領域１８１と、第３領域１８１に隣接した第４領域１８２とを含む。第３領域１８１、複数の第２凹部１４２を覆っている。第１方向ｚに視て、第３領域１８１は、第４領域１８２と絶縁層１１の周縁１１１との間に位置する。
【0069】
図１８に示すように、第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の各々は、第２金属層１８の第４領域１８２に導電接合されている。
【0070】
次に、図２１および図２２に基づき、半導体装置Ａ２０の製造方法の一例のうち、半導体装置Ａ１０の製造方法の一例とは異なる点について説明する。図２１および図２２の各々の断面位置は、図１９の断面位置に対応している。
【0071】
半導体装置Ａ２０の製造方法においては、導電層８１および放熱層８２の各々を絶縁層１１に接合する工程と、導電層８１の主面８１１に金属層８３を積層する工程との間に、主面８１１から凹む複数の凹部８１２を形成する工程をさらに備える。
【0072】
図１１に示す導電層８１および放熱層８２の各々を絶縁層１１に接合する工程を経た後、図２１に示すように、主面８１１から凹む複数の凹部８１２を導電層８１に形成する。複数の凹部８１２は、赤外線や紫外線などを光源としたレーザ照射により形成される。
【0073】
【0074】
【0075】
次に、半導体装置Ａ２０の作用効果について説明する。
【0076】
半導体装置Ａ２０は、絶縁層１１と、絶縁層１１に接合された導電層１２と、導電層１２の第１主面１２１に積層された第１金属層１７と、第１金属層１７に接合された第１半導体素子２１と、第１金属層１７および第１半導体素子２１を覆う封止樹脂５０とを備える。第１金属層１７の表面粗さは、第１主面１２１の少なくとも一部の表面粗さよりも大きい。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ２０においても、導電層１２に対する封止樹脂５０の剥離を抑制することが可能となる。さらに半導体装置Ａ２０においては、半導体装置Ａ１０と共通する構成を具備することにより、半導体装置Ａ１０と同等の作用効果を奏する。
【0077】
半導体装置Ａ２０においては、第１金属層１７は、第１領域１７１および第２領域１７２を含む。導電層１２には、第１主面１２１から凹む第１凹部１２２が形成されている。第１領域１７１は、第１凹部１２２を覆っている。本構成をとることにより、第１方向ｚにおける第１領域１７１の表面積がより拡大するため、第１領域１７１に対する封止樹脂５０の投錨効果がさらに大きくなる。これにより、導電層１２に対する封止樹脂５０の剥離を効果的に抑制できる。
【0078】
第１方向ｚに視て、第１金属層１７の第１領域１７１は、第１金属層１７の第２領域１７２と、絶縁層１１の周縁１１１との間に位置する。ここで、一般的に、導電層１２から封止樹脂５０が剥離する起点は、絶縁層１１の周縁１１１の近傍である。第１領域１７１に対する封止樹脂５０の投錨効果は、第２領域１７２に対する封止樹脂５０の投錨効果よりも大きい。したがって、本構成をとることにより、導電層１２に対する封止樹脂５０の剥離をより効果的に抑制することが可能となる。
【0079】
半導体装置Ａ２０においては、第２金属層１８は、第３領域１８１および第４領域１８２を含む。ゲート配線層１４には、第２主面１４１から凹む第２凹部１４２が形成されている。第３領域１８１は、第２凹部１４２を覆っている。本構成をとることにより、第１方向ｚにおける第３領域１８１の表面積がより拡大するため、第３領域１８１に対する封止樹脂５０の投錨効果がさらに大きくなる。これにより、ゲート配線層１４に対する封止樹脂５０の剥離を効果的に抑制できる。
【0080】
第１方向ｚに視て、第２金属層１８の第３領域１８１は、第２金属層１８の第４領域１８２と、絶縁層１１の周縁１１１との間に位置する。ここで、一般的に、ゲート配線層１４から封止樹脂５０が剥離する起点は、絶縁層１１の周縁１１１の近傍である。第３領域１８１に対する封止樹脂５０の投錨効果は、第４領域１８２に対する封止樹脂５０の投錨効果よりも大きい。したがって、本構成をとることにより、ゲート配線層１４に対する封止樹脂５０の剥離をより効果的に抑制することが可能となる。
【0081】
第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の各々は、第２金属層１８の第４領域１８２に導電接合されている。本構成をとることにより、第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の各々には、第４領域１８２に対する投錨効果が発現する。さらに、ゲート配線層１４の第２凹部１４２の深さが過度である場合、これに起因した第２金属層１８に対する第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の各々の接合面積の縮小が抑制される。したがって、第２金属層１８に対する第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の接合強度をより確実に向上させることができる。
【0082】
〔第３実施形態〕
図２３～図２５に基づき、本開示の第３実施形態にかかる半導体装置Ａ３０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２３は、理解の便宜上、第１端子３１、第２端子３２、第２信号端子３４および封止樹脂５０を透過している。図２３では、透過したこれらの要素を想像線で示している。
図２３～図２５に基づき、本開示の第３実施形態にかかる半導体装置Ａ３０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２３は、理解の便宜上、第１端子３１、第２端子３２、第２信号端子３４および封止樹脂５０を透過している。図２３では、透過したこれらの要素を想像線で示している。
【0083】
半導体装置Ａ３０においては、導電層１２、ゲート配線層１４、第１金属層１７、第２金属層１８、第１導通部材４１、第２導通部材４２および第３導通部材４３の構成が、半導体装置Ａ２０の当該構成と異なる。
【0084】
図２３に示すように、第１金属層１７の第２領域１７２は、第１金属層１７の第１領域１７１に囲まれている。図２３および図２４に示すように、導電層１２の複数の第１凹部１２２は、主部１２３の一部に加えて、舌部１２４の全体にわたって形成されている。したがって、第１領域１７１は、舌部１２４の第１主面１２１、および舌部１２４に形成された複数の第１凹部１２２の全体を覆っている。
【0085】
図２３および図２５に示すように、ゲート配線層１４の複数の第２凹部１４２は、ゲート配線層１４の全体にわたって形成されている。したがって、半導体装置Ａ３０においては、第２金属層１８は、第３領域１８１のみを含む。
【0086】
次に、半導体装置Ａ３０の作用効果について説明する。
【0087】
半導体装置Ａ３０は、絶縁層１１と、絶縁層１１に接合された導電層１２と、導電層１２の第１主面１２１に積層された第１金属層１７と、第１金属層１７に接合された第１半導体素子２１と、第１金属層１７および第１半導体素子２１を覆う封止樹脂５０とを備える。第１金属層１７の表面粗さは、第１主面１２１の少なくとも一部の表面粗さよりも大きい。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ３０においても、導電層１２に対する封止樹脂５０の剥離を抑制することが可能となる。さらに半導体装置Ａ３０においては、半導体装置Ａ１０と共通する構成を具備することにより、半導体装置Ａ１０と同等の作用効果を奏する。
【0088】
半導体装置Ａ３０においては、第１方向ｚに視て、第１金属層１７の第２領域１７２は、第１金属層１７の第１領域１７１に囲まれている。本構成をとることにより、第１方向ｚに視て、導電層１２の第１主面１２１の縁の全体が、第１金属層１７に重なる。これにより、導電層１２に対する封止樹脂５０の剥離をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【0089】
〔第４実施形態〕
図２６～図２９に基づき、本開示の第４実施形態にかかる半導体装置Ａ４０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２７の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図５の断面位置に対応している。図２８の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図６の断面位置に対応している。
図２６～図２９に基づき、本開示の第４実施形態にかかる半導体装置Ａ４０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２７の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図５の断面位置に対応している。図２８の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図６の断面位置に対応している。
【0090】
半導体装置Ａ４０においては、第３金属層１９をさらに具備することが、半導体装置Ａ１０の場合と異なる。
【0091】
第３金属層１９は、図２６～図２８に示すように、放熱層１３に積層されている。第３金属層１９は、第１方向ｚにおいて放熱層１３を基準として絶縁層１１とは反対側に位置する。第３金属層１９は、封止樹脂５０の底面５２から外部に露出している。第３金属層１９の第１方向ｚの寸法は、放熱層１３の第１方向ｚの寸法よりも小さい。第１方向ｚに視て、第３金属層１９は、放熱層１３の全体に重なっている。第３金属層１９は、たとえば銅を含む。図２９に示すように、第３金属層１９の表面粗さは、導電層１２の第１主面１２１の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。
【0092】
次に、半導体装置Ａ４０の作用効果について説明する。
【0093】
半導体装置Ａ４０は、絶縁層１１と、絶縁層１１に接合された導電層１２と、導電層１２の第１主面１２１に積層された第１金属層１７と、第１金属層１７に接合された第１半導体素子２１と、第１金属層１７および第１半導体素子２１を覆う封止樹脂５０とを備える。第１金属層１７の表面粗さは、第１主面１２１の少なくとも一部の表面粗さよりも大きい。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ４０においても、導電層１２に対する封止樹脂５０の剥離を抑制することが可能となる。さらに半導体装置Ａ４０においては、半導体装置Ａ１０と共通する構成を具備することにより、半導体装置Ａ１０と同等の作用効果を奏する。
【0094】
半導体装置Ａ４０は、放熱層１３を基準として絶縁層１１とは反対側に位置するとともに、放熱層１３に積層された第３金属層１９をさらに備える。第３金属層１９の表面粗さは、導電層１２の第１主面１２１の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい。本構成をとることにより、第３金属層１９の表面積が比較的大きいため、半導体装置Ａ４０の放熱性をより向上させることができる。さらに、半導体装置Ａ４０をヒートシンクに接合させる際、当該ヒートシンクと第３金属層１９との間に位置する接着層には、第３金属層１９に対して投錨効果が発現する。これにより、ヒートシンクに対する半導体装置Ａ４０の接合強度の向上を図ることができる。
【0095】
本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【0096】
本開示は、以下の付記に記載した実施形態を含む。
［付記１］
絶縁層と、
第１方向の一方側を向く第１主面を有するとともに、前記第１方向において前記第１主面が向く側とは反対側が前記絶縁層に接合された導電層と、
前記第１主面に積層された第１金属層と、
前記第１金属層に接合された半導体素子と、
前記第１金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第１金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、半導体装置。
［付記２］
前記絶縁層に接合されたゲート配線層をさらに備え、
前記半導体素子は、前記第１方向において前記第１金属層に対向する側とは反対側に位置するゲート電極を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート配線層に導通している、付記１に記載の半導体装置。
［付記３］
前記ゲート配線層に積層された第２金属層をさらに備え、
前記ゲート配線層は、前記第１方向において前記第１主面と同じ側を向く第２主面を有し、
前記第２金属層は、前記第２主面に積層されており、
前記封止樹脂は、前記第２金属層を覆っており、
前記第２金属層の表面粗さは、前記第２主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、付記２に記載の半導体装置。
［付記４］
前記ゲート電極と前記第２金属層とに導電接合された導通部材をさらに備える、付記３に記載の半導体装置。
［付記５］
前記第１金属層は、第１領域と、前記第１領域に隣接した第２領域と、を含み、
前記導電層には、前記第１主面から凹む第１凹部が形成されており、
前記第１領域は、前記第１凹部を覆っている、付記４に記載の半導体装置。
［付記６］
前記第１方向に視て、前記第１領域は、前記第２領域と前記絶縁層の周縁との間に位置する、付記５に記載の半導体装置。
［付記７］
前記第１方向に視て、前記半導体素子は、前記第２領域に重なっている、付記６に記載の半導体装置。
［付記８］
前記第１方向に視て、前記第２領域は、前記第１領域に囲まれている、付記７に記載の半導体装置。
［付記９］
前記第２金属層は、第３領域と、前記第１領域に隣接した第４領域と、を含み、
前記ゲート配線層には、前記第２主面から凹む第２凹部が形成されており、
前記第３領域は、前記第２凹部を覆っている、付記７に記載の半導体装置。
［付記１０］
前記第１方向に視て、前記第３領域は、前記第４領域と前記絶縁層の周縁との間に位置する、付記９に記載の半導体装置。
［付記１１］
前記導通部材は、前記第４領域に導電接合されている、付記１０に記載の半導体装置。
［付記１２］
前記半導体素子は、前記第１金属層に対向する第１電極と、前記第１方向において前記第１電極とは反対側に位置する第２電極と、を有し、
前記第１電極は、前記第１金属層に導電接合されている、付記３ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
［付記１３］
前記第１金属層に導電接合された第１端子と、前記第２電極に導電接合された第２端子と、をさらに備え、
前記第１端子および前記第２端子の各々は、前記封止樹脂から露出している、付記１２に記載の半導体装置。
［付記１４］
前記絶縁層を基準として前記導電層とは反対側に位置するとともに、前記絶縁層に接合された放熱層をさらに備え、
前記放熱層は、前記封止樹脂から露出している、付記１３に記載の半導体装置。
［付記１５］
前記放熱層を基準として前記絶縁層とは反対側に位置するとともに、前記放熱層に積層された第３金属層をさらに備え、
前記第３金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、付記１４に記載の半導体装置。
［付記１６］
第１方向の一方側を向く主面を有する導電層であって、前記導電層の前記第１方向において前記主面が向く側とは反対側を絶縁層に接合する工程と、
前記主面に金属層を積層する工程と、
前記導電層および前記金属層の各々の一部を除去する工程と、
前記金属層に半導体素子を接合する工程と、
前記金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する工程と、を備え、
前記金属層は、スパッタリング法により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記金属層の表面粗さが、前記主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きくなるようにする、半導体装置の製造方法。
［付記１７］
前記導電層を前記絶縁層に接合する工程と、前記主面に前記金属層を積層する工程と、の間に前記主面から凹む凹部を前記導電層に形成する工程をさらに備え、
前記凹部は、レーザ照射により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記凹部が前記金属層に覆われるようにする、付記１６に記載の半導体装置の製造方法。
［付記１８］
駆動源と、
付記１３に記載の半導体装置と、を備え、
前記半導体装置は、前記駆動源に導通している、車両。
［付記１］
絶縁層と、
第１方向の一方側を向く第１主面を有するとともに、前記第１方向において前記第１主面が向く側とは反対側が前記絶縁層に接合された導電層と、
前記第１主面に積層された第１金属層と、
前記第１金属層に接合された半導体素子と、
前記第１金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂と、を備え、
前記第１金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、半導体装置。
［付記２］
前記絶縁層に接合されたゲート配線層をさらに備え、
前記半導体素子は、前記第１方向において前記第１金属層に対向する側とは反対側に位置するゲート電極を有し、
前記ゲート電極は、前記ゲート配線層に導通している、付記１に記載の半導体装置。
［付記３］
前記ゲート配線層に積層された第２金属層をさらに備え、
前記ゲート配線層は、前記第１方向において前記第１主面と同じ側を向く第２主面を有し、
前記第２金属層は、前記第２主面に積層されており、
前記封止樹脂は、前記第２金属層を覆っており、
前記第２金属層の表面粗さは、前記第２主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、付記２に記載の半導体装置。
［付記４］
前記ゲート電極と前記第２金属層とに導電接合された導通部材をさらに備える、付記３に記載の半導体装置。
［付記５］
前記第１金属層は、第１領域と、前記第１領域に隣接した第２領域と、を含み、
前記導電層には、前記第１主面から凹む第１凹部が形成されており、
前記第１領域は、前記第１凹部を覆っている、付記４に記載の半導体装置。
［付記６］
前記第１方向に視て、前記第１領域は、前記第２領域と前記絶縁層の周縁との間に位置する、付記５に記載の半導体装置。
［付記７］
前記第１方向に視て、前記半導体素子は、前記第２領域に重なっている、付記６に記載の半導体装置。
［付記８］
前記第１方向に視て、前記第２領域は、前記第１領域に囲まれている、付記７に記載の半導体装置。
［付記９］
前記第２金属層は、第３領域と、前記第１領域に隣接した第４領域と、を含み、
前記ゲート配線層には、前記第２主面から凹む第２凹部が形成されており、
前記第３領域は、前記第２凹部を覆っている、付記７に記載の半導体装置。
［付記１０］
前記第１方向に視て、前記第３領域は、前記第４領域と前記絶縁層の周縁との間に位置する、付記９に記載の半導体装置。
［付記１１］
前記導通部材は、前記第４領域に導電接合されている、付記１０に記載の半導体装置。
［付記１２］
前記半導体素子は、前記第１金属層に対向する第１電極と、前記第１方向において前記第１電極とは反対側に位置する第２電極と、を有し、
前記第１電極は、前記第１金属層に導電接合されている、付記３ないし１１のいずれかに記載の半導体装置。
［付記１３］
前記第１金属層に導電接合された第１端子と、前記第２電極に導電接合された第２端子と、をさらに備え、
前記第１端子および前記第２端子の各々は、前記封止樹脂から露出している、付記１２に記載の半導体装置。
［付記１４］
前記絶縁層を基準として前記導電層とは反対側に位置するとともに、前記絶縁層に接合された放熱層をさらに備え、
前記放熱層は、前記封止樹脂から露出している、付記１３に記載の半導体装置。
［付記１５］
前記放熱層を基準として前記絶縁層とは反対側に位置するとともに、前記放熱層に積層された第３金属層をさらに備え、
前記第３金属層の表面粗さは、前記第１主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きい、付記１４に記載の半導体装置。
［付記１６］
第１方向の一方側を向く主面を有する導電層であって、前記導電層の前記第１方向において前記主面が向く側とは反対側を絶縁層に接合する工程と、
前記主面に金属層を積層する工程と、
前記導電層および前記金属層の各々の一部を除去する工程と、
前記金属層に半導体素子を接合する工程と、
前記金属層および前記半導体素子を覆う封止樹脂を形成する工程と、を備え、
前記金属層は、スパッタリング法により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記金属層の表面粗さが、前記主面の少なくとも一部の領域の表面粗さよりも大きくなるようにする、半導体装置の製造方法。
［付記１７］
前記導電層を前記絶縁層に接合する工程と、前記主面に前記金属層を積層する工程と、の間に前記主面から凹む凹部を前記導電層に形成する工程をさらに備え、
前記凹部は、レーザ照射により形成され、
前記主面に前記金属層を積層する工程では、前記凹部が前記金属層に覆われるようにする、付記１６に記載の半導体装置の製造方法。
［付記１８］
駆動源と、
付記１３に記載の半導体装置と、を備え、
前記半導体装置は、前記駆動源に導通している、車両。
【符号の説明】
【0097】
Ａ１０，Ａ２０，Ａ３０，Ａ４０：半導体装置
１１：絶縁層
１１１：周縁
１２：導電層
１２１：第１主面
１２２：第１凹部
１２３：主部
１２４：舌部
１３：放熱層
１４：ゲート配線層
１４１：第２主面
１４２：第２凹部
１７：第１金属層
１７１：第１領域
１７２：第２領域
１８：第２金属層
１８１：第３領域
１８２：第４領域
１９：第３金属層
２１：第１半導体素子
２１１：第１電極
２１２：第２電極
２１３：第１ゲート電極
２２：第２半導体素子
２２１：第３電極
２２２：第４電極
２２３：第２ゲート電極
２９：導電接合層
３１：第１端子
３１１：第１基部
３１２：第１接合部
３２：第２端子
３２１：第２基部
３２２：第２接合部
３２３：第３接合部
３３：第１信号端子
３４：第２信号端子
４１：第１導通部材
４２：第２導通部材
４３：第３導通部材
５０：封止樹脂
５１：頂面
５２：底面
５３：第１側面
５４：第２側面
８１：導電層
８１１：主面
８１２：凹部
８２：放熱層
８３：金属層
９１：車載充電器
９２：蓄電池
９３：駆動系統
９３１：インバータ
９３２：駆動源
ｚ：第１方向
ｘ：第２方向
ｙ：第３方向
１１：絶縁層
１１１：周縁
１２：導電層
１２１：第１主面
１２２：第１凹部
１２３：主部
１２４：舌部
１３：放熱層
１４：ゲート配線層
１４１：第２主面
１４２：第２凹部
１７：第１金属層
１７１：第１領域
１７２：第２領域
１８：第２金属層
１８１：第３領域
１８２：第４領域
１９：第３金属層
２１：第１半導体素子
２１１：第１電極
２１２：第２電極
２１３：第１ゲート電極
２２：第２半導体素子
２２１：第３電極
２２２：第４電極
２２３：第２ゲート電極
２９：導電接合層
３１：第１端子
３１１：第１基部
３１２：第１接合部
３２：第２端子
３２１：第２基部
３２２：第２接合部
３２３：第３接合部
３３：第１信号端子
３４：第２信号端子
４１：第１導通部材
４２：第２導通部材
４３：第３導通部材
５０：封止樹脂
５１：頂面
５２：底面
５３：第１側面
５４：第２側面
８１：導電層
８１１：主面
８１２：凹部
８２：放熱層
８３：金属層
９１：車載充電器
９２：蓄電池
９３：駆動系統
９３１：インバータ
９３２：駆動源
ｚ：第１方向
ｘ：第２方向
ｙ：第３方向
【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】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】