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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】P2024166747
(43)【公開日】2024-11-29
(54)【発明の名称】接合構造、半導体装置、および接合方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/52 20060101AFI20241122BHJP
H01L 21/60 20060101ALI20241122BHJP
【ＦＩ】
H01L21/52 B
H01L21/52 E
H01L21/60 311Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023083067
(22)【出願日】2023-05-19
(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】100168044
【弁理士】
【氏名又は名称】小淵 景太
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 央至
(72)【発明者】
【氏名】志水 哲也
【テーマコード（参考）】
5F044
5F047
【Ｆターム（参考）】
5F044KK04
5F044KK13
5F044LL13
5F044QQ06
5F047AA17
5F047BA14
5F047BA15
5F047BB01
5F047CA00
(57)【要約】
【課題】第１部材と第２部材との位置ずれを抑制して固相接合させることが可能な接合方法、当該接合方法による接合構造、および、当該接合構造を備えている半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置Ａ１において、第１部材（支持基板３）と、第１部材の厚さ方向ｚに配置され、かつ、第１部材に固相接合されている第２部材（接合部材２９）と、第１部材と第２部材との間に介在する粘着部材７７とを備えた。
【選択図】図１７
【解決手段】半導体装置Ａ１において、第１部材（支持基板３）と、第１部材の厚さ方向ｚに配置され、かつ、第１部材に固相接合されている第２部材（接合部材２９）と、第１部材と第２部材との間に介在する粘着部材７７とを備えた。
【選択図】図１７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１部材と、
前記第１部材の厚さ方向に配置され、かつ、前記第１部材に固相接合されている第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に介在する粘着部材と、
を備えている、
接合構造。
前記第１部材の厚さ方向に配置され、かつ、前記第１部材に固相接合されている第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に介在する粘着部材と、
を備えている、
接合構造。
【請求項2】
前記粘着部材の前記厚さ方向の寸法は、５μｍ以下である、
請求項１に記載の接合構造。
請求項１に記載の接合構造。
【請求項3】
前記粘着部材の軟化点は、３００℃以上である、
請求項１に記載の接合構造。
請求項１に記載の接合構造。
【請求項4】
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を備え、
前記粘着部材は、前記第１接合面の周縁部分に配置されている、
請求項１に記載の接合構造。
前記粘着部材は、前記第１接合面の周縁部分に配置されている、
請求項１に記載の接合構造。
【請求項5】
前記粘着部材は、前記厚さ方向に見て、前記第２部材に重ならない部分を含んでいる、
請求項１に記載の接合構造。
請求項１に記載の接合構造。
【請求項6】
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を含む第１層を備え、
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層および前記第２層の構成材料はＡｇである、
請求項１に記載の接合構造。
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層および前記第２層の構成材料はＡｇである、
請求項１に記載の接合構造。
【請求項7】
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を含む第１層を備え、
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層の構成材料はＡｇであり、
前記第２層の構成材料はＣｕである、
請求項１に記載の接合構造。
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層の構成材料はＡｇであり、
前記第２層の構成材料はＣｕである、
請求項１に記載の接合構造。
【請求項8】
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面と、前記第１接合面から前記厚さ方向に凹む凹部と、を備え、
前記粘着部材は、前記凹部に配置されている、
請求項１に記載の接合構造。
前記粘着部材は、前記凹部に配置されている、
請求項１に記載の接合構造。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれかに記載の接合構造と、
半導体素子と、
を備えている、
半導体装置。
半導体素子と、
を備えている、
半導体装置。
【請求項10】
前記第１部材としての導電基板と、
前記第２部材としての第１接合部材と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第１接合部材を介して、前記導電基板に導通接合されている、
請求項９に記載の半導体装置。
前記第２部材としての第１接合部材と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第１接合部材を介して、前記導電基板に導通接合されている、
請求項９に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記第１接合部材は、前記厚さ方向における両端にＡｇを含む層を備えた金属箔である、
請求項１０に記載の半導体装置。
請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記第１部材としての支持基板と、
前記第２部材としての第２接合部材と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第２接合部材を介して、前記支持基板に搭載されている、
請求項９に記載の半導体装置。
前記第２部材としての第２接合部材と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第２接合部材を介して、前記支持基板に搭載されている、
請求項９に記載の半導体装置。
【請求項13】
前記厚さ方向において前記第２接合部材に対して前記支持基板とは反対側に配置され、かつ、前記第２接合部材に固相接合されている導電基板と、
前記第２接合部材と前記導電基板との間に介在する第２粘着部材と、
をさらに備え、
前記粘着部材と前記第２粘着部材とは、前記厚さ方向に見て重ならない。
請求項１２に記載の半導体装置。
前記第２接合部材と前記導電基板との間に介在する第２粘着部材と、
をさらに備え、
前記粘着部材と前記第２粘着部材とは、前記厚さ方向に見て重ならない。
請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項14】
前記支持基板は、前記第２接合部材に対向する支持面と、前記支持面に開口した第１開口部と、を備え、
前記導電基板は、前記第２接合部材に対向する導電基板裏面と、前記導電基板裏面に開口した第２開口部と、を備え、
前記粘着部材は、前記厚さ方向に見て前記第２開口部に重なり、
前記第２粘着部材は、前記厚さ方向に見て前記第１開口部に重なる、
請求項１３に記載の半導体装置。
前記導電基板は、前記第２接合部材に対向する導電基板裏面と、前記導電基板裏面に開口した第２開口部と、を備え、
前記粘着部材は、前記厚さ方向に見て前記第２開口部に重なり、
前記第２粘着部材は、前記厚さ方向に見て前記第１開口部に重なる、
請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項15】
前記第１部材としてのヒートシンクと、
前記第２部材としての第３接合部材と、
を備え、
前記半導体素子が発する熱は、前記第３接合部材を介して、前記ヒートシンクに伝えられる、
請求項９に記載の半導体装置。
前記第２部材としての第３接合部材と、
を備え、
前記半導体素子が発する熱は、前記第３接合部材を介して、前記ヒートシンクに伝えられる、
請求項９に記載の半導体装置。
【請求項16】
前記厚さ方向に見て、前記粘着部材は、前記半導体素子に重ならない。
請求項９に記載の半導体装置。
請求項９に記載の半導体装置。
【請求項17】
第１部材の第１接合面と第２部材の第２接合面とを、間に粘着材料を介在させて仮固定する工程と、
前記第１部材の前記第１接合面と前記第２部材の前記第２接合面とを固相接合する工程と、
を備えている、
接合方法。
前記第１部材の前記第１接合面と前記第２部材の前記第２接合面とを固相接合する工程と、
を備えている、
接合方法。
【請求項18】
前記第１部材の厚さ方向における前記粘着材料の厚さ寸法は、２５μｍ以下である、
請求項１７に記載の接合方法。
請求項１７に記載の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、接合構造、半導体装置、および接合方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体素子を備えた半導体装置は、様々な構成が提案されている。特許文献１には、従来の半導体装置の一例が開示されている。同文献に開示された半導体装置は、半導体素子、導電部材、支持部材、および封止樹脂を備えている。半導体素子は、導電部材の主面に接合されている。導電部材の裏面にはＡｇ（銀）を含む第２金属層が配置されている。支持部材の支持面にはＡｇ（銀）を含む第１金属層が配置されている。導電部材と支持部材とは、第１金属層と第２金属層とが固相拡散接合されることで接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】ＷＯ２０２０／０８５３７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
導電部材と支持部材とを接合するために、導電部材を載置した支持部材を加圧装置に搬送する際に、位置ずれが生じる場合がある。この問題は、導電部材と支持部材との間だけでなく、任意の第１部材と第２部材とを固相接合する際にも生じる。
【0005】
本開示は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、第１部材と第２部材との位置ずれを抑制して固相接合させることが可能な接合方法、当該接合方法による接合構造、および、当該接合構造を備えている半導体装置を提供することを主たる課題とする。
【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接合構造は、第１部材と、前記第１部材の厚さ方向に配置され、かつ、前記第１部材に固相接合されている第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との間に介在する粘着部材と、を備えている。
【0007】
本開示の第２の側面によって提供される半導体装置は、第１の側面によって提供される接合構造と、半導体素子と、を備えている。
【0008】
本開示の第３の側面によって提供される接合方法は、第１部材の第１接合面と第２部材の第２接合面とを、間に粘着材料を介在させて仮固定する工程と、前記第１部材の前記第１接合面と前記第２部材の前記第２接合面とを固相接合する工程と、を備えている。
【発明の効果】
【0009】
本開示の接合方法によれば、第１部材と第２部材との位置ずれを抑制して固相接合させることが可能である。
【0010】
本開示のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して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】
以下、本開示の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【0013】
本開示における「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単にラベルとして用いたも のであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。
【0014】
本開示において、「ある物Ａがある物Ｂに形成されている」および「ある物Ａがある物Ｂ上に形成されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接形成されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに形成されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂに配置されている」および「ある物Ａがある物Ｂ上に配置されている」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに直接配置されていること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物を介在させつつ、ある物Ａがある物Ｂに配置されていること」を含む。同様に、「ある物Ａがある物Ｂ上に位置している」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂに接して、ある物Ａがある物Ｂ上に位置していること」、および、「ある物Ａとある物Ｂとの間に他の物が介在しつつ、ある物Ａがある物Ｂ上に位置していること」を含む。また、「ある物Ａがある物Ｂにある方向に見て重なる」とは、特段の断りのない限り、「ある物Ａがある物Ｂのすべてに重なること」、および、「ある物Ａがある物Ｂの一部に重なること」を含む。また、本開示において「ある面Ａが方向Ｂ（の一方側または他方側）を向く」とは、面Ａの方向Ｂに対する角度が９０°である場合に限定されず、面Ａが方向Ｂに対して傾いている場合を含む。
【0015】
＜第１実施形態＞
図１～図１７は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ１は、複数の第１半導体素子１０Ａ、複数の第２半導体素子１０Ｂ、導電基板２、支持基板３、接合部材１９，２９、粘着部材７５～７７、第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、第４端子４４、複数の制御端子４５、制御端子支持体４８、第１導通部材５、第２導通部材６および封止樹脂８を備えている。
図１～図１７は、本開示の第１実施形態に係る半導体装置を示している。本実施形態の半導体装置Ａ１は、複数の第１半導体素子１０Ａ、複数の第２半導体素子１０Ｂ、導電基板２、支持基板３、接合部材１９，２９、粘着部材７５～７７、第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、第４端子４４、複数の制御端子４５、制御端子支持体４８、第１導通部材５、第２導通部材６および封止樹脂８を備えている。
【0016】
図１は、半導体装置Ａ１を示す斜視図である。図２は、図１の斜視図において、封止樹脂８を省略した図である。図３は、図２の斜視図において、第１導通部材５を省略した図である。図４は、半導体装置Ａ１を示す平面図である。図５は、図４の平面図において、封止樹脂８を想像線で示した図である。図６は、図５の一部を拡大した部分拡大図であって、封止樹脂８を省略している。図７は、図５の平面図において、封止樹脂８および第１導通部材５を省略し、第２導通部材６を想像線で示した図である。図８は、半導体装置Ａ１の底面図である。図９は、図５のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。図１０は、図５のＸ－Ｘ線に沿う断面図である。図１１および図１２は、図１０の一部を拡大した部分拡大図である。図１３は、図５のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図１４は、図５のＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿う断面図である。図１５は、図５のＸＶ－ＸＶ線に沿う断面図である。図１６は、図１～図１５に示す半導体装置の接合構造を説明するための模式図である。図１６（ａ）は、平面図の模式図であり、封止樹脂８などを省略している。図１６（ｂ）は図１６（ａ）の模式図から各半導体素子１０Ａ，１０Ｂ、各接合部材１９および導電基板２を省略した模式図である。図１６（ｃ）は、正面図の模式図であり、封止樹脂８などを省略している。図１７は、図１６（ｃ）に示す模式図の拡大図である。
【0017】
これらの図において、本開示の厚さ方向を「厚さ方向ｚ」と定義する。厚さ方向ｚに対して直交する方向は、「第１方向ｘ」と呼ぶ。厚さ方向ｚおよび第１方向ｘの双方に対して直交する方向は、「第２方向ｙ」と呼ぶ。第１方向ｘの一方側を「第１方向ｘのｘ１側」と呼び、第１方向ｘの他方側を「第１方向ｘのｘ２側」と呼ぶ。第２方向ｙの一方側を「第２方向ｙのｙ１側」と呼び、第２方向ｙの他方側を「第２方向ｙのｙ２側」と呼ぶ。厚さ方向ｚの一方側を「厚さ方向ｚのｚ１側」と呼び、厚さ方向ｚの他方側を「厚さ方向ｚのｚ２側」と呼ぶ。以下の説明において、「平面視」とは、厚さ方向ｚに見たときをいう。また、厚さ方向ｚのｚ１側を上、厚さ方向ｚのｚ２側を下という場合がある。
【0018】
複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、半導体装置Ａ１の機能中枢となる電子部品であり、本開示の「半導体素子」の一例である。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂの構成材料は、たとえばＳｉＣ（炭化ケ イ素）を主とする半導体材料である。この半導体材料は、ＳｉＣに限定されず、Ｓｉ（シリコン）、ＧａＮ（窒化ガリウム）あるいはＣ（ダイヤモンド）などであってもよい。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂは、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などのスイッチング機能を有するパワー半導体チップである。本実施形態においては、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０ＢがＭＯＳＦＥＴである場合を示すが、これに限定されず、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの他のトランジスタであってもよい。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂは、いずれも同一素子である。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂは、たとえばｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであるが、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよい。
【0019】
第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、図１１、図１２に示すように、素子主面１０１および素子裏面１０２を有する。各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂにおいて、素子主面１０１と素子裏面１０２とは厚さ方向ｚに離隔する。素子主面１０１は、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、素子裏面１０２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。
【0020】
本実施形態では、半導体装置Ａ１は、４つの第１半導体素子１０Ａと４つの第２半導体素子１０Ｂとを備えているが、第１半導体素子１０Ａの数および第２半導体素子１０Ｂの数は、本構成に限定されず、半導体装置Ａ１に要求される性能に応じて適宜変更される。図７の例では、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂがそれぞれ４個ずつ配置される。第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂの数は、それぞれ２個または３個でもよく、それぞれ５個以上でもよい。第１半導体素子１０Ａの数と第２半導体素子１０Ｂの数とは、等しくてもよく、異なってもよい。第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂの数は、半導体装置Ａ１が取り扱う電流容量によって決定される。
【0021】
半導体装置Ａ１は、たとえばハーフブリッジ型のスイッチング回路として構成される。この場合、複数の第２半導体素子１０Ｂは、半導体装置Ａ１の上アーム回路を構成し、複数の第１半導体素子１０Ａは、下アーム回路を構成する。上アーム回路において、複数の第２半導体素子１０Ｂは互いに並列に接続され、下アーム回路において、複数の第１半導体素子１０Ａは互いに並列に接続される。各第２半導体素子１０Ｂと各第１半導体素子１０Ａとは、直列に接続され、ブリッジ層を構成する。
【0022】
複数の第１半導体素子１０Ａはそれぞれ、図７および図１４などに示すように、導電基板２に搭載されている。図７に示す例では、複数の第１半導体素子１０Ａは、たとえば第２方向ｙに並んでおり、互いに離隔している。各第１半導体素子１０Ａは、接合部材１９を介して、導電基板２（後述の第１導電部２Ａ）に導通接合されている。各第１半導体素子１０Ａは、第１導電部２Ａに接合された際、素子裏面１０２が第１導電部２Ａに対向する。
【0023】
複数の第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、図７および図１５などに示すように、導電基板２に搭載されている。図７に示す例では、複数の第２半導体素子１０Ｂは、たとえば第２方向ｙに並んでおり、互いに離隔している。各第２半導体素子１０Ｂは、接合部材１９を介して、導電基板２（後述の第２導電部２Ｂ）に導通接合されている。各第２半導体素子１０Ｂは、第２導電部２Ｂに接合された際、素子裏面１０２が第２導電部２Ｂに対向する。図７から理解されるように、第１方向ｘに見て、複数の第１半導体素子１０Ａと複数の第２半導体素子１０Ｂとは、重なっているが、重なっていなくてもよい。
【0024】
複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂはそれぞれ、第１主面電極１１、第２主面電極１２、第３主面電極１３および裏面電極１５を有する。以下で説 明する第１主面電極１１、第２主面電極１２、第３主面電極１３および裏面電極１５の構成は、各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂにおいて共通する。第１主面電極１１、第２主面電極１２および第３主面電極１３は、素子主面１０１に設けられている。第１主面電極１１、第２主面電極１２および第３主面電極１３は、図示しない絶縁膜により絶縁されている。裏面電極１５は、素子裏面１０２に設けられている。
【0025】
第１主面電極１１は、たとえばゲート電極であって、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）を駆動させるための駆動信号（たとえばゲート電圧）が入力される。第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）において、第２主面電極１２は、たとえばソース電極であって、ソース電流が流れる。第３主面電極１３は、たとえばソースセンス電極であって、ソース電流が流れる。裏面電極１５は、たとえばドレイン電極であって、ドレイン電流が流れる。裏面電極１５は、素子裏面１０２の略全域を覆っている。裏面電極１５は、Ａｇ（銀）スパッタにより構成される。
【0026】
各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）は、第１主面電極１１（ゲート電極）に駆動信号（ゲート電圧）が入力されると、この駆動信号に応じて、導通状態と遮断状態とが切り替わる。導通状態では、裏面電極１５（ドレイン電極）から第２主面電極１２（ソース電極）に電流が流れ、遮断状態では、この電流が流れない。各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）は、スイッチング動作を行う。半導体装置Ａ１は、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂのスイッチング機能により、１つの第４端子４４と２つの第１端子４１および第２端子４２との間に入力される直流電圧をたとえば交流電圧に変換して、第３端子４３から交流電圧を出力する。
【0027】
【0028】
導電基板２は、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂを支持する。導電基板２は、支持基板３上に接合部材２９を介して導通接合されている。導電基板２は、第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂを含む。第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂはそれぞれ、平面視矩形状の板状部材である。第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂは、第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、第４端子４４、第１導通部材５、および第２導通部材６とともに、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂへの、主回路電流の導通経路を構成している。第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂはそれぞれが、図９～図１５に示すように、接合部材２９を介して支持基板３上に導通接合されている。第１導電部２Ａには、接合部材１９を介して複数の第１半導体素子１０Ａがそれぞれ導通接合されている。第２導電部２Ｂには、接合部材１９を介して複数の第２半導体素子１０Ｂがそれぞれ導通接合されている。第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂは、図３、図７、図９および図１０に示すように、第１方向ｘに離隔する。これらの図に示す例では、第１導電部２Ａは、第２導電部２Ｂよりも第１方向ｘのｘ１側に位置する。第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂは、第１方向ｘに見て重なる。第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂはそれぞれ、たとえば第１方向ｘの寸法が１５ｍｍ～２５ｍｍであり、たとえば第２方向ｙの寸法が３０ｍｍ～４０ｍｍであり、厚さ方向ｚの寸法が１．０ｍｍ～５．０ｍｍ（好ましくは２．０ｍｍ程度）である。
【0029】
導電基板２は、図１７に示すように、本体部２１と金属層２２，２３とを備えている。本体部２１は、導電基板２の本体部分であり、構成材料がたとえばＣｕ（銅）あるいはＣｕ合金である。金属層２２は、本体部２１の厚さ方向ｚのｚ１側を向く面に接して配置され、当該面の全体を覆っている。なお、金属層２２は、当該面の一部のみ、たとえば第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）が配置される領域のみに配置されてもよい。金属層２３は、本体部２１の厚さ方向ｚのz２側を向く面に接して配置され、当該面の全体を覆っている。なお、金属層２３は、当該面の一部のみに配置されてもよい。本実施形態では、金属層２２，２３は、Ａｇ（銀）めっきにより構成される。なお、金属層２２，２３は、複数の種類の金属層が積層されていてもよい。
【0030】
導電基板２は、主面２０１および裏面２０２を有する。主面２０１および裏面２０２は、図９、図１０、図１３～図１５、および図１７に示すように、厚さ方向ｚに離隔する。主面２０１は、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、裏面２０２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。主面２０１は、第１導電部２Ａ（の金属層２２）の上面と第２導電部２Ｂ（の金属層２２）の上面とを合わせたものである。裏面２０２は、第１導電部２Ａ（の金属層２３）の下面と第２導電部２Ｂ（の金属層２３）の下面とを合わせたものである。裏面２０２は、支持基板３に対向するように、接合部材２９を介して支持基板３に導通接合されている。
【0031】
支持基板３は、導電基板２を支持する。支持基板３は、たとえばＡＭＢ（Active Metal Brazing）基板で構成される。支持基板３は、絶縁層３１、第１金属層３２および第２金属層３３を含む。
【0032】
絶縁層３１は、たとえば熱伝導性の優れたセラミックスである。このようなセラミックスとしては、たとえばＳｉＮ（窒化ケイ素）がある。絶縁層３１は、セラミックスに限定されず、絶縁樹脂シートなどであってもよい。絶縁層３１は、たとえば平面視矩形状である。
【0033】
第２金属層３３は、絶縁層３１の上面（厚さ方向ｚのｚ１側を向く面）に形成されている。第２金属層３３は、図１７に示すように、第２金属第１層３３１と第２金属第２層３３２とを備えている。第２金属第１層３３１は、絶縁層３１に接して配置されている。第２金属第１層３３１の構成材料は、たとえばＣｕを含む。当該構成材料はＣｕではなくＡｌ（アルミニウム）を含んでいてもよい。第２金属第２層３３２は、第２金属第１層３３１に接して配置されている。第２金属第２層３３２は、Ａｇ（銀）めっきにより構成される。なお、第２金属層３３は、第２金属第１層３３１と第２金属第２層３３２との間にさらに金属層を備えていてもよい。第２金属層３３は、第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂを含む。第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂは、第１方向ｘに離隔する。第１部分３３Ａは、第２部分３３Ｂの第１方向ｘのｘ１側に位置する。第１部分３３Ａは、接合部材２９を介して第１導電部２Ａが導通接合され、第１導電部２Ａを支持する。第２部分３３Ｂは、接合部材２９を介して第２導電部２Ｂが導通接合され、第２導電部２Ｂを支持する。第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂはそれぞれ、たとえば平面視矩形状である。
【0034】
第１金属層３２は、絶縁層３１の下面（厚さ方向ｚのｚ２側を向く面）に形成されている。第１金属層３２の構成材料は、第２金属第１層３３１の構成材料と同じである。第１金属層３２の下面（後述の底面３０２）は、図８に示すように、封止樹脂８から露出する。第１金属層３２は、平面視において、第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂの双方に重なる。なお、第１金属層３２は、複数の種類の金属層が積層されていてもよい。
【0035】
支持基板３は、図９～図１５、および図１７に示すように、支持面３０１および底面３０２を有する。支持面３０１と底面３０２とは、厚さ方向ｚに離隔する。支持面３０１は、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、底面３０２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。底面３０２は、図８に示すように、封止樹脂８から露出する。より具体的には、第２金属層３３の第２金属第２層３３２が支持面３０１を有し、第１金属層３２が底面３０２を有する。支持面３０１は、第２金属層３３の第１部分３３Ａ（の第２金属第２層３３２）の上面と第２部分３３Ｂ（の第２金属第２層３３２）の上面とをあわせたものである。支持面３０１は、導電基板２に対向し、接合部材２９を介して導電基板２が導通接合されている。底面３０２は、第１金属層３２の下面である。底面３０２には、図示しないヒートシンクなどの放熱部材が取り付け可能である。支持基板３の厚さ方向ｚの寸法（支持面３０１から底面３０２までの厚さ方向ｚに沿う距離）は、たとえば０．７ｍｍ～２．０ｍｍである。
【0036】
接合部材１９は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２の第１導電部２Ａ（第２導電部２Ｂ）との間に介在し、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と第１導電部２Ａ（第２導電部２Ｂ）とを導通接合する。接合部材１９と第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）とは固相接合されており、接合部材１９と第１導電部２Ａ（第２導電部２Ｂ）とは固相接合されている。接合部材２９は、導電基板２の第１導電部２Ａ（第２導電部２Ｂ）と支持基板３の第２金属層３３の第１部分３３Ａ（第２部分３３Ｂ）との間に介在し、第１導電部２Ａ（第２導電部２Ｂ）と第１部分３３Ａ（第２部分３３Ｂ）とを導通接合する。接合部材２９と第１導電部２Ａ（第２導電部２Ｂ）とは固相接合されており、接合部材２９と第１部分３３Ａ（第２部分３３Ｂ）とは固相接合されている。本実施形態では、接合部材１９および接合部材２９は、厚さ寸法（厚さ方向zの寸法）が１００μｍ程度の金属箔である。
【0037】
接合部材１９および接合部材２９は、図１７に示すように、本体層１９１、表面層１９２、裏面層１９３、および中間層１９４，１９５を備えている。本体層１９１は、接合部材１９，２９の本体部分であり、構成材料がたとえばＡｌ（アルミニウム）あるいはＡｌ合金である。中間層１９４は、本体層１９１の厚さ方向ｚのｚ１側を向く面に接して配置されている。中間層１９４は、本体層１９１に接するＮｉ層１９４ａ、および、Ｎｉ層１９４ａに接するＣｕ層１９４ｂを備えている。表面層１９２は、中間層１９４の厚さ方向ｚのｚ１側を向く面に接して配置され、接合部材１９，２９の最もｚ１側に位置する。表面層１９２の構成材料はＡｇである。中間層１９５は、本体層１９１の厚さ方向ｚのｚ２側を向く面に接して配置されている。中間層１９５は、本体層１９１に接するＮｉ層１９５ａ、および、Ｎｉ層１９５ａに接するＣｕ層１９５ｂを備えている。裏面層１９３は、中間層１９５の厚さ方向ｚのｚ２側を向く面に接して配置され、接合部材１９，２９の最もｚ２側に位置する。裏面層１９３の構成材料はＡｇである。つまり、接合部材１９，２９の厚さ方向ｚにおける両端には、Ａｇからなる表面層１９２および裏面層１９３が配置されている。中間層１９４，１９５は、本体層１９１にたとえばめっき処理を行うことで形成されている。表面層１９２は、中間層１９４にたとえばめっき処理を行うことで形成されている。裏面層１９３は、中間層１９５にたとえばめっき処理を行うことで形成されている。なお、接合部材１９，２９の形成方法は限定されない。また、本体層１９１および中間層１９４，１９５の構成材料は限定されない。
【0038】
接合部材１９は、主面１９ａおよび裏面１９ｂを有する。主面１９ａおよび裏面１９ｂは、図１７に示すように、厚さ方向ｚに離隔する。主面１９ａは、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、裏面１９ｂは、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。主面１９ａは、表面層１９２の厚さ方向ｚのｚ１側を向く面であり、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に対向している。裏面１９ｂは、裏面層１９３の厚さ方向ｚのｚ２側を向く面であり、導電基板２に対向している。接合部材２９は、主面２９ａおよび裏面２９ｂを有する。主面２９ａおよび裏面２９ｂは、図１７に示すように、厚さ方向ｚに離隔する。主面２９ａは、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、裏面２９ｂは、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。主面２９ａは、表面層１９２の厚さ方向ｚのｚ１側を向く面であり、導電基板２に対向している。裏面２９ｂは、裏面層１９３の厚さ方向ｚのｚ２側を向く面であり、支持基板３に対向している。
【0039】
接合部材１９の表面層１９２（主面１９ａ）は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）の裏面電極１５と固相接合されている。接合部材１９の裏面層１９３（裏面１９ｂ）は、導電基板２の金属層２２（主面２０１）と固相接合されている。接合部材２９の表面層１９２（主面２９ａ）は、導電基板２の金属層２３（裏面２０２）と固相接合されている。接合部材２９の裏面層１９３（裏面２９ｂ）は、支持基板３の第２金属層３３の第２金属第２層３３２（支持面３０１）と固相接合されている。支持基板３、接合部材２９、導電基板２、接合部材１９、および第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）は、この順で厚さ方向ｚに載置され、固相接合を行う加圧装置まで搬送され、一度の加圧処理で、各構成部材の間の固相接合が行われる。
【0040】
接合部材１９の裏面層１９３（裏面１９ｂ）と、導電基板２の金属層２２（主面２０１）との間には、粘着部材７５が介在している。接合部材２９の表面層１９２（主面２９ａ）と、導電基板２の金属層２３（裏面２０２）との間には、粘着部材７６が介在している。接合部材２９の裏面層１９３（裏面２９ｂ）と、支持基板３の第２金属層３３の第２金属第２層３３２（支持面３０１）との間には、粘着部材７７が介在している。
【0041】
粘着部材７５～７７は、粘着材料７０が圧力により押しつぶされたものである。粘着材料７０は、固相接合を行う加圧装置まで搬送され加圧処理されるまでに、各構成部材の位置ずれが生じないように、仮固定のために配置されたものである。粘着材料７０は、たとえばいわゆる基材レスの両面テープが用いられる。基材レスの両面テープは、薄膜状に形成された粘着材料７０の両面に剥離紙が配置されたものであり、一方の剥離紙を剥がして貼り付けられ、他方の剥離紙を剥がすことで、粘着材料７０のみが配置される。なお、粘着材料７０の構成材料は、たとえばアクリル系粘着剤であるが、限定されない。粘着材料７０は、たとえば、薄膜状の基材と、基材の両面に配置された粘着剤とを含むいわゆる基材ありの両面テープであってもよい。粘着材料７０は、固相接合の妨げになることを抑制するために、厚さ方向ｚの寸法が２５μｍ以下のものが採用される。粘着部材７５～７７は、固相接合のための加圧処理により押しつぶされて、厚さ方向ｚの寸法がより小さくなっており、たとえば５μｍ以下である。また、粘着材料７０は、固相接合のための加圧処理時の加熱によって揮発したり軟化して広がったりしないように、軟化点が加圧処理時の加熱の温度より高いものが採用される。粘着材料７０は軟化点がたとえば３００℃以上のものが採用され、粘着材料７０が変形した粘着部材７５～７７も同様に軟化点が３００℃以上である。なお、粘着材料７０および粘着部材７５～７７の厚さ方向ｚの寸法および軟化点は、限定されない。
【0042】
粘着部材７５～７７は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）の放熱の妨げにならない位置、すなわち、厚さ方向zに見て、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置に配置されている。粘着部材７５は、図１６（ａ）および図１７に示すように、厚さ方向zに見て、接合部材１９の裏面１９ｂの周縁部分（図の例では、第２方向ｙのｙ１側とｙ２側の端部）に配置されており、接合部材１９に重ならない部分（はみ出した部分）を含んでいる。粘着部材７６は、図１６（ａ）、（ｂ）および図１７に示すように、厚さ方向zに見て、第１導電部２Ａ（第２導電部２Ｂ）の裏面２０２の周縁部分に配置されている。また、粘着部材７６は、厚さ方向zに見て、接合部材２９の主面２９ａの周縁部分に配置されているとも言える。図の例では、１個の粘着部材７６が、第１導電部２Ａの裏面２０２（接合部材２９の主面２９ａ）の第１方向ｘのｘ１側で第２方向ｙのｙ２側の角部に配置されている。また、別の１個の粘着部材７６が、第２導電部２Ｂの裏面２０２（接合部材２９の主面２９ａ）の第１方向ｘのｘ２側で第２方向ｙのｙ２側の角部に配置されている。粘着部材７７は、図１６（ｂ）および図１７に示すように、厚さ方向zに見て、支持基板３の第１部分３３Ａ（第２部分３３Ｂ）の支持面３０１の周縁部分に配置されている。また、粘着部材７７は、厚さ方向zに見て、接合部材２９の裏面２９ｂの周縁部分に配置されているとも言える。図の例では、１個の粘着部材７７が、支持基板３の第１部分３３Ａの支持面３０１（接合部材２９の裏面２９ｂ）の第１方向ｘのｘ１側で第２方向ｙのｙ１側の角部に配置されている。また、別の１個の粘着部材７７が、支持基板３の第２部分３３Ｂの支持面３０１（接合部材２９の裏面２９ｂ）の第１方向ｘのｘ２側で第２方向ｙのｙ１側の角部に配置されている。また、図１６に示すように、粘着部材７５～７７は、厚さ方向zに見て、互いに重ならない。なお、粘着部材７５～７７のそれぞれの配置位置は、限定されない。
【0043】
第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、および第４端子４４はそれぞれ、板状の金属板からなる。この金属板の構成材料は、たとえばＣｕまたはＣｕ合金である。図１～図５、図７および図８に示す例では、半導体装置Ａ１は、１つずつの第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４と、２つの第３端子４３とを備えている。
【0044】
第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４には、電力変換対象となる直流電圧が入力される。第４端子４４は正極（Ｐ端子）であり、第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ負極（Ｎ端子）である。複数の第３端子４３から、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂにより電力変換された交流電圧が出力される。第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、および第４端子４４はそれぞれ、封止樹脂８に覆われた部分と封止樹脂８から露出した部分とを含む。
【0045】
第４端子４４は、図１０に示すように、第２導電部２Ｂと一体的に形成されている。本構成と異なり、第４端子４４は、第２導電部２Ｂと分離され、第２導電部２Ｂに導通接合されていてもよい。第４端子４４は、図７などに示すように、複数の第２半導体素子１０Ｂおよび第２導電部２Ｂ（導電基板２）に対して、第１方向ｘのｘ２側に位置する。第４端子４４は、第２導電部２Ｂに導通し、且つ、第２導電部２Ｂを介して、各第２半導体素子１０Ｂの裏面電極１５（ドレイン電極）に導通する。
【0046】
第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ、図７に示すように、第２導電部２Ｂから離隔している。第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ、図５および図６に示すように、第１導通部材５が接合されている。第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ、図５、図７などに示すように、複数の第２半導体素子１０Ｂおよび第２導電部２Ｂ（導電基板２）に対して、第１方向ｘのｘ２側に位置する。第１端子４１および第２端子４２はそれぞれ、第１導通部材５に導通し、且つ、第１導通部材５を介して、各第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２（ソース電極）に導通する。
【0047】
図１～図５および図８などに示すように、第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４はそれぞれ、半導体装置Ａ１において、封止樹脂８から第１方向ｘのｘ２側に突き出ている。第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４は、互いに離隔している。第１端子４１および第２端子４２は、第２方向ｙにおいて第４端子４４を挟んで互いに反対側に位置する。第１端子４１は、第４端子４４の第２方向ｙのｙ２側に位置し、第２端子４２は、第４端子４４の第２方向ｙのｙ１側に位置する。第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４は、第２方向ｙに見て互いに重なる。
【0048】
２つの第３端子４３はそれぞれ、図７および図９から理解されるように、第１導電部２Ａと一体的に形成されている。本構成と異なり、第３端子４３は、第１導電部２Ａと分離され、第１導電部２Ａに導通接合されていてもよい。２つの第３端子４３はそれぞれ、図７などに示すように、複数の第１半導体素子１０Ａおよび第１導電部２Ａ（導電基板２） に対して、第１方向ｘのｘ１側に位置する。各第３端子４３は、第１導電部２Ａに導通し、且つ、第１導電部２Ａを介して、各第１半導体素子１０Ａの裏面電極１５（ドレイン電極）に導通する。なお、第３端子４３の数は、２つに限定されず、たとえば１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。たとえば、第３端子４３が１つである場合、第１導電部２Ａの第２方向ｙにおける中央部分につながっていることが望ましい。
【0049】
複数の制御端子４５はそれぞれ、各第１半導体素子１０Ａおよび各第２半導体素子１０Ｂを制御するためのピン状の端子である。複数の制御端子４５は、複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｄおよび複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｅを含む。複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｄは、各第１半導体素子１０Ａの制御などに用いられる。複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｅは、各第２半導体素子１０Ｂの制御などに用いられる。
【0050】
複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｄは、第２方向ｙに間隔を隔てて配置されている。各第１制御端子４６Ａ～４６Ｄは、図７および図１０などに示すように、制御端子支持体４８（後述の第１支持部４８Ａ）を介して、第１導電部２Ａに支持される。各第１制御端子４６Ａ～４６Ｄは、図５および図７に示すように、第１方向ｘにおいて、複数の第１半導体素子１０Ａと２つの第３端子４３との間に位置する。
【0051】
第１制御端子４６Ａは、複数の第１半導体素子１０Ａの駆動信号入力用の端子（ゲート端子）である。第１制御端子４６Ａには、複数の第１半導体素子１０Ａを駆動させるための駆動信号が入力される（たとえばゲート電圧が印加される）。
【0052】
第１制御端子４６Ｂは、複数の第１半導体素子１０Ａのソース信号検出用の端子（ソースセンス端子）である。第１制御端子４６Ｂから、複数の第１半導体素子１０Ａの各第２主面電極１２（ソース電極）に印加される電圧（ソース電流に対応した電圧）が検出される。
【0053】
第１制御端子４６Ｃおよび第１制御端子４６Ｄは、サーミスタ１７に導通する端子である。
【0054】
複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｅは、第２方向ｙに間隔を隔てて配置されている。各第２制御端子４７Ａ～４７Ｅは、図７および図１０などに示すように、制御端子支持体４８（後述の第２支持部４８Ｂ）を介して、第２導電部２Ｂに支持される。各第２制御端子４７Ａ～４７Ｅは、図５および図７に示すように、第１方向ｘ向において、複数の第２半導体素子１０Ｂと、第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４との間に位置する。
【0055】
第２制御端子４７Ａは、複数の第２半導体素子１０Ｂの駆動信号入力用の端子（ゲート端子）である。第２制御端子４７Ａには、複数の第２半導体素子１０Ｂを駆動させるための駆動信号が入力される（たとえばゲート電圧が印加される）。第２制御端子４７Ｂは、複数の第２半導体素子１０Ｂのソース信号検出用の端子（ソースセンス端子）である。第２制御端子４７Ｂから、複数の第２半導体素子１０Ｂの各第２主面電極１２（ソース電極）に印加される電圧（ソース電流に対応した電圧）が検出される。第２制御端子４７Ｃおよび第２制御端子４７Ｄは、サーミスタ１７に導通する端子である。第２制御端子４７Ｅは、複数の第２半導体素子１０Ｂのドレイン信号検出用の端子（ドレインセンス端子）である。第２制御端子４７Ｅから、複数の第２半導体素子１０Ｂの各裏面電極１５（ドレイン電極）に印加される電圧（ドレイン電流に対応した電圧）が検出される。
【0056】
複数の制御端子４５（複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｄおよび複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｅ）はそれぞれ、ホルダ４５１および金属ピン４５２を含む。
【0057】
ホルダ４５１は、導電性材料からなる。ホルダ４５１は、図１１、図１２に示すように、導電性接合材４５９を介して、制御端子支持体４８（後述の第１金属層４８２）に接合されている。導電性接合材４５９の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。ホルダ４５１は、筒状部、上端鍔部および下端鍔部を含む。上端鍔部は、筒状部の上方につながり、下端鍔部は、筒状部の下方につながる。ホルダ４５１のうちの少なくとも上端鍔部および筒状部に、金属ピン４５２が挿通されている。ホルダ４５１は、その大部分が封止樹脂８に覆われている。図示した例では、各ホルダ４５１の上端面だけが封止樹脂８から露出している。
【0058】
金属ピン４５２は、厚さ方向ｚに延びる棒状部材である。金属ピン４５２は、ホルダ４５１に圧入されることで支持されている。金属ピン４５２は、少なくともホルダ４５１を介して、制御端子支持体４８（後述の第１金属層４８２）に導通する。図１１、図１２に示す例のように、金属ピン４５２の下端（厚さ方向ｚのｚ２側の端部）がホルダ４５１の挿通孔内で導電性接合材４５９に接している場合には、金属ピン４５２は、導電性接合材４５９を介して、制御端子支持体４８に導通する。なお、金属ピン４５２の厚さ方向ｚの長さは、図示した例に限定されず、適宜選択可能である。
【0059】
制御端子支持体４８は、複数の制御端子４５を支持する。制御端子支持体４８は、厚さ方向ｚにおいて、主面２０１（導電基板２）と複数の制御端子４５との間に介在する。
【0060】
制御端子支持体４８は、第１支持部４８Ａおよび第２支持部４８Ｂを含む。第１支持部４８Ａは、導電基板２の第１導電部２Ａ上に配置され、複数の制御端子４５のうちの複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｄを支持する。第１支持部４８Ａは、図１１に示すように、接合材４９を介して、第１導電部２Ａに接合されている。接合材４９は、導電性でも絶縁性でもよいが、たとえばはんだが用いられる。第２支持部４８Ｂは、導電基板２の第２導電部２Ｂ上に配置され、複数の制御端子４５のうちの複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｅを支持する。第２支持部４８Ｂは、図１２に示すように、接合材４９を介して、第２導電部２Ｂに接合されている。
【0061】
制御端子支持体４８（第１支持部４８Ａおよび第２支持部４８Ｂのそれぞれ）は、たとえばＤＢＣ（Direct Bonded Copper）基板で構成される。制御端子支持体４８は、互いに積層された絶縁層４８１、第１金属層４８２および第２金属層４８３を有する。
【0062】
絶縁層４８１は、たとえばセラミックスからなる。絶縁層４８１は、たとえば平面視矩形状である。
【0063】
第１金属層４８２は、図１１、図１２などに示すように、絶縁層４８１の上面に形成されている。各制御端子４５は、第１金属層４８２上に立設されている。第１金属層４８２は、たとえばＣｕまたはＣｕ合金である。図７などに示すように、第１金属層４８２は、第１部分４８２Ａ、第２部分４８２Ｂ、第３部分４８２Ｃ、第４部分４８２Ｄ、第５部分４８２Ｅおよび第６部分４８２Ｆを含む。第１部分４８２Ａ、第２部分４８２Ｂ、第３部分４８２Ｃ、第４部分４８２Ｄ、第５部分４８２Ｅおよび第６部分４８２Ｆは、互いに離隔し、絶縁されている。
【0064】
第１部分４８２Ａは、複数のワイヤ７１が接合され、各ワイヤ７１を介して、各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）の第１主面電極１１（ゲート電極）に導通する。第１部分４８２Ａと第６部分４８２Ｆとは、複数のワイヤ７３が接続されている。これにより、第６部分４８２Ｆは、ワイヤ７３およびワイヤ７１を介して、各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）の第１主面電極１１（ゲート電極）に導通する。図７に示すように、第１支持部４８Ａの第６部分４８２Ｆには、第１制御端子４６Ａが接合されており、第２支持部４８Ｂの第６部分４８２Ｆには、第２制御端子４７Ａが接合され ている。
【0065】
第２部分４８２Ｂは、複数のワイヤ７２が接合され、各ワイヤ７２を介して、各第１半導体素子１０Ａ（各第２半導体素子１０Ｂ）の第２主面電極１２（ソース電極）に導通する。図７に示すように、第１支持部４８Ａの第２部分４８２Ｂには、第１制御端子４６Ｂが接合されており、第２支持部４８Ｂの第２部分４８２Ｂには、第２制御端子４７Ｂが接合されている。
【0066】
第３部分４８２Ｃおよび第４部分４８２Ｄは、サーミスタ１７が接合されている。図７に示すように、第１支持部４８Ａの第３部分４８２Ｃおよび第４部分４８２Ｄには、第１制御端子４６Ｃ，４６Ｄが接合されており、第２支持部４８Ｂの第３部分４８２Ｃおよび第４部分４８２Ｄには、第２制御端子４７Ｃ，４７Ｄが接合されている。
【0067】
第１支持部４８Ａの第５部分４８２Ｅは、他の構成部位とは導通していない。第２支持部４８Ｂの第５部分４８２Ｅは、ワイヤ７４が接合され、ワイヤ７４を介して、第２導電部２Ｂに導通する。図７に示すように、第２支持部４８Ｂの第５部分４８２Ｅには、第２制御端子４７Ｅが接合されている。上記の各ワイヤ７１～７４は、たとえばボンディングワイヤである。各ワイヤ７１～７４の構成材料は特に限定されず、たとえばＡｕ（金）、ＡｌあるいはＣｕのいずれかを含む。
【0068】
第２金属層４８３は、図１１、図１２などに示すように、絶縁層４８１の下面に形成されている。第１支持部４８Ａの第２金属層４８３は、図１１に示すように、接合材４９を介して、第１導電部２Ａに接合される。第２支持部４８Ｂの第２金属層４８３は、図１２に示すように、接合材４９を介して、第２導電部２Ｂに接合される。
【0069】
第１導通部材５および第２導通部材６は、導電基板２とともに、複数の第１半導体素子１０Ａおよび複数の第２半導体素子１０Ｂによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第１導通部材５および第２導通部材６は、主面２０１（導電基板２）から厚さ方向ｚのｚ１側に離隔し、且つ、平面視において主面２０１に重なる。本実施形態では、第１導通部材５および第２導通部材６はそれぞれ、金属製の板材により構成される。当該金属は、たとえばＣｕまたはＣｕ合金である。具体的には、第１導通部材５および第２導通部材６は、適宜折り曲げられた金属製の板材である。
【0070】
第１導通部材５は、各第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２（ソース電極）と、第１端子４１および第２端子４２とに接続され、各第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２と第１端子４１および第２端子４２とを導通させる。第１導通部材５は、複数の第１半導体素子１０Ａによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第１導通部材５は、第１方向ｘの最大寸法がたとえば２５ｍｍ～４０ｍｍであり、第２方向ｙの最大寸法がたとえば３０ｍｍ～４５ｍｍである。第１導通部材５は、図６および図７に示すように、第１配線部５１、第２配線部５２、第３配線部５３、第４配線部５４および第５配線部５５を含む。
【0071】
第１配線部５１は、第１端部５１１、第２端部５１２および複数の開口５１３を有する。第１端部５１１は、第１端子４１に接続される。第１端部５１１と第１端子４１とは、導電性接合材５９により接合される。導電性接合材５９の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。第１配線部５１は、平面視において、全体として第１方向ｘに延びる帯状の部位である。第１配線部５１は、平面視において、第２導電部２Ｂおよび第１導電部２Ａの双方と重なる。
【0072】
第２端部５１２は、第１端部５１１に対して第１方向ｘに離れている。図６などに示すように、第２端部５１２は、第１端部５１１に対して、第１方向ｘのｘ１側に位置する。
【0073】
複数の開口５１３の各々は、平面視において部分的に切除された部位である。複数の開口５１３は、第１方向ｘにおいて互いに離隔する。図示された例では、第１配線部５１は、３つの開口５１３を有する。第１方向ｘのｘ２側の開口５１３および第１方向ｘにおける中央の開口５１３は、平面視において第２導電部２Ｂ（導電基板２）の主面２０１に重なり、且つ、平面視において複数の第２半導体素子１０Ｂに重ならない位置にある。第１方向ｘのｘ１側の開口５１３は、平面視において第１導電部２Ａ（導電基板２）の主面２０１に重なり、且つ、平面視において複数の第１半導体素子１０Ａに重ならない位置にある。各開口５１３は、平面視において、第２導電部２Ｂ（第１導電部２Ａ）の第２方向ｙのｙ２側寄りに設けられている。本実施形態において、開口５１３は、第１配線部５１において第２方向ｙのｙ１側の端から第２方向ｙのｙ２側に凹む円弧状の切欠きである。なお、開口５１３の平面形状は限定されず、本実施形態のように切欠きであってもよく、本実施形態とは異なり孔であってもよい。
【0074】
第２配線部５２は、第３端部５２１、第４端部５２２および複数の開口５２３を有する。第３端部５２１は、第２端子４２に接続される。第３端部５２１と第２端子４２とは、導電性接合材５９により接合される。第２配線部５２は、平面視において、全体として第１方向ｘに延びる帯状の部位である。第２配線部５２は、第１配線部５１に対して第２方向ｙに離れて配置されている。第２配線部５２は、第１配線部５１に対して第２方向ｙのｙ１側に位置する。第２配線部５２は、平面視において、第２導電部２Ｂおよび第１導電部２Ａの双方と重なる。
【0075】
第４端部５２２は、第３端部５２１に対して第１方向ｘに離れている。図６などに示すように、第４端部５２２は、第３端部５２１に対して、第１方向ｘのｘ１側に位置する。
【0076】
複数の開口５２３の各々は、平面視において部分的に切除された部位である。複数の開口５２３は、第１方向ｘにおいて互いに離隔する。図示された例では、第２配線部５２は、３つの開口５２３を有する。第１方向ｘのｘ２側の開口５２３および第１方向ｘにおける中央の開口５２３は、平面視において第２導電部２Ｂ（導電基板２）の主面２０１に重なり、且つ、平面視において複数の第２半導体素子１０Ｂに重ならない位置にある。第１方向ｘのｘ１側の開口５２３は、平面視において第１導電部２Ａ（導電基板２）の主面２０１に重なり、且つ、平面視において複数の第１半導体素子１０Ａに重ならない位置にある。各開口５２３は、平面視において、第２導電部２Ｂ（第１導電部２Ａ）の第２方向ｙのｙ１側寄りに設けられている。本実施形態において、開口５２３は、第２配線部５２において第２方向ｙのｙ２側の端から第２方向ｙのｙ１側に凹む円弧状の切欠きである。なお、開口５２３の平面形状は限定されず、本実施形態のように切欠きであってもよく、本実施形態とは異なり孔であってもよい。
【0077】
第３配線部５３は、第１配線部５１（第２端部５１２）および第２配線部５２（第４端部５２２）の双方に連結される。第３配線部５３は、平面視において第２方向ｙに延びる帯状の部位である。図６などから理解されるように、第３配線部５３は、平面視において複数の第１半導体素子１０Ａに重なる。第３配線部５３は、図１４に示すように、各第１半導体素子１０Ａに接続される。
【0078】
第３配線部５３は、複数の凹状領域５３１を有する。各凹状領域５３１は、図１４などに示すように、第３配線部５３の他の部位よりも厚さ方向ｚのｚ２側に突き出た形状である。複数の凹状領域５３１の各々は、複数の第１半導体素子１０Ａのいずれかと接合されている。第３配線部５３の各凹状領域５３１と各第１半導体素子１０Ａの第２主面電極１２とは、導電性接合材５９を介して接合される。本実施形態 において、各凹状領域５３１には、開口５３１ａが形成されている。各開口５３１ａは、平面視において第１半導体素子１０Ａの中央部に重なって形成されることが好ましい。開口５３１ａは、たとえば第３配線部５３の各凹状領域５３１に形成された貫通孔である。開口５３１ａは、たとえば導電基板２に対して第１導通部材５を位置決めする際に使用される。開口５３１ａの平面形状は真円であってもよく、楕円形、矩形などの他の形状であってもよい。
【0079】
第４配線部５４は、第１配線部５１および第２配線部５２の双方に連結される。第４配線部５４は、平面視において、第２方向ｙに延びる帯状の部位である。第４配線部５４は、第１端部５１１と第２端部５１２との間において第１配線部５１に連結されており、第３端部５２１と第４端部５２２との間において第２配線部５２に連結されている。第４配線部５４は、第３配線部５３に対して第１方向ｘに離れている。図６などに示すように、第４配線部５４は、第３配線部５３に対して、第１方向ｘのｘ２側に位置する。第４配線部５４は、平面視において複数の第２半導体素子１０Ｂに重なる。
【0080】
第４配線部５４は、複数の凸状領域５４１を有する。各凸状領域５４１は、図１５などに示すように、第４配線部５４の他の部位よりも厚さ方向ｚのｚ１側に突き出た形状である。図６、図１５などに示すように、複数の凸状領域５４１と複数の第２半導体素子１０Ｂとは、平面視において互いに重なる。本実施形態では、図６などから理解されるように、第３配線部５３における複数の凹状領域５３１と、複数の凸状領域５４１とは、第２方向ｙにおける位置が互いに等しい。
【0081】
第５配線部５５は、第３配線部５３および第４配線部５４の双方に連結される。第５配線部５５は、平面視において、第１方向ｘに延びる帯状の部位である。本実施形態では、第１導通部材５は、複数（３つ）の第５配線部５５を備える。複数の第５配線部５５は、第２方向ｙにおいて第１配線部５１および第２配線部５２の間に位置し、第２方向ｙに間隔を隔てて配置される。複数の第５配線部５５は、略平行に配置されている。複数の第５配線部５５それぞれの第１方向ｘのｘ１側の端は、第３配線部５３のうち第２方向ｙに隣接する２つの凹状領域５３１の間に連結されている。複数の第５配線部５５それぞれの第１方向ｘのｘ２側の端は、第４配線部５４のうち第２方向ｙに隣接する２つの凸状領域５４１の間に連結されている。
【0082】
第２導通部材６は、各第２半導体素子１０Ｂの第２主面電極１２（ソース電極）と第１導電部２Ａとに接続され、各第２半導体素子１０Ｂの第２主面電極１２と第１導電部２Ａとを導通させる。第２導通部材６は、複数の第２半導体素子１０Ｂによってスイッチングされる主回路電流の経路を構成する。第２導通部材６は、図６および図７に示すように、主部６１、複数の第１接続端部６２および複数の第２接続端部６３を含む。
【0083】
主部６１は、第１方向ｘにおいて、複数の第２半導体素子１０Ｂと第１導電部２Ａとの間に位置し、平面視において第２方向ｙに延びる帯状の部位である。図１３などに示すように、主部６１は、第１導通部材５の第５配線部５５に対して厚さ方向ｚのｚ２側に位置し、第５配線部５５よりも主面２０１（導電基板２）に近接する位置にある。主部６１は、平面視において、複数の第５配線部５５と重なる。本実施形態では、図６、図７、図１０などに示すように、主部６１には、複数の開口６１１が形成される。複数の開口６１１はそれぞれ、たとえば厚さ方向ｚに貫通する貫通孔である。複数の開口６１１は、第２方向ｙに間隔を隔てて並ぶ。各開口６１１は、平面視において、第５配線部５５に重ならない。複数の開口６１１は、封止樹脂８を形成するために流動性の樹脂材料を注入する際に、主部６１（第２導通部材６）の付近において上側（厚さ方向ｚのｚ１側）と下側（厚さ方向ｚのｚ２側）との間で樹脂材料を流動しやすくするために形成される。主部６１（第２導通部材６）の形状は、本構成に限定されず、たとえば開口６１１が形成されていなくてもよい。
【0084】
複数の第１接続端部６２および複数の第２接続端部６３はそれぞれ、主部６１につながっており、複数の第２半導体素子１０Ｂに対応して配置される。図１０、図１５などに示すように、各第１接続端部６２とこれに対応するいずれかの第２半導体素子１０Ｂの第２主面電極１２と、および、各第２接続端部６３と第１導電部２Ａとは、それぞれ導電性接合材６９を介して接合される。導電性接合材６９の構成材料は特に限定されず、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などである。なお、本実施形態において、各第１接続端部６２には開口６２１が形成される。各開口６２１は、平面視において第２半導体素子１０Ｂの中央部に重なって形成されることが好ましい。開口６２１は、たとえば厚さ方向ｚに貫通する貫通孔である。開口６２１は、たとえば導電基板２に対して第２導通部材６を位置決めする際に使用される。開口６２１の平面形状は真円であってもよく、楕円形、矩形などの他の形状であってもよい。
【0085】
封止樹脂８は、複数の第１半導体素子１０Ａと、複数の第２半導体素子１０Ｂと、導電基板２と、支持基板３（底面３０２を除く）と、第１端子４１、第２端子４２、複数の第３端子４３、および第４端子４４の一部ずつと、複数の制御端子４５の一部ずつと、制御端子支持体４８と、第１導通部材５と、第２導通部材６と、複数のワイヤ７１～ワイヤ７４と、をそれぞれ覆っている。封止樹脂８は、たとえば黒色のエポキシ樹脂で構成される。封止樹脂８は、たとえばモールド成形により形成される。封止樹脂８は、たとえば第１方向ｘの寸法が３５ｍｍ～６０ｍｍ程度であり、たとえば第２方向ｙの寸法が３５ｍｍ～５０ｍｍ程度であり、たとえば厚さ方向ｚの寸法が４ｍｍ～１５ｍｍ程度である。これらの寸法は、各方向に沿う最大部分の大きさである。本実施形態において、封止樹脂８は、樹脂主面８１、樹脂裏面８２および複数の樹脂側面８３１～８３４を有する。
【0086】
樹脂主面８１と樹脂裏面８２とは、図９および図１４などに示すように、厚さ方向ｚに離隔する。樹脂主面８１は、厚さ方向ｚのｚ１側を向く。樹脂主面８１から複数の制御端子４５（複数の第１制御端子４６Ａ～４６Ｄおよび複数の第２制御端子４７Ａ～４７Ｅ）が突き出ている。樹脂裏面８２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。樹脂裏面８２は、図８に示すように、厚さ方向ｚに見て支持基板３（第１金属層３２）の底面３０２を囲む枠状である。支持基板３の底面３０２は、樹脂裏面８２から露出し、たとえば樹脂裏面８２と面一である。
【0087】
複数の樹脂側面８３１～８３４はそれぞれ、樹脂主面８１および樹脂裏面８２の双方につながり、且つ、厚さ方向ｚにおいてこれらに挟まれている。図４などに示すように、樹脂側面８３１と樹脂側面８３２とは第１方向ｘに離隔する。樹脂側面８３１は第１方向ｘのｘ１側を向き、樹脂側面８３２は、第１方向ｘのｘ２側を向く。樹脂側面８３１から２つの第３端子４３が突き出ており、樹脂側面８３２から第１端子４１、第２端子４２および第４端子４４が突き出ている。図４などに示すように、樹脂側面８３３と樹脂側面８３４とは、第２方向ｙに離隔する。樹脂側面８３３は、第２方向ｙのｙ１側を向き、樹脂側面８３４は、第２方向ｙのｙ２側を向く。
【0088】
樹脂側面８３２には、図４に示すように、複数の凹部８３２ａが形成されている。各凹部８３２ａは、平面視において第１方向ｘに窪んだ部位である。複数の凹部８３２ａは、平面視において第１端子４１と第４端子４４との間に形成されたものと、第２端子４２と第４端子４４との間に形成されたものとがある。複数の凹部８３２ａは、第１端子４１と第４端子４４との樹脂側面８３２に沿う沿面距離、および、第２端子４２と第４端子４４との樹脂側面８３２に沿う沿面距離を大きくするために設けられている。
【0089】
【0090】
複数の突出部８５はそれぞれ、樹脂主面８１から厚さ方向ｚに突出している。複数の突出部８５は、平面視において封止樹脂８の四隅付近に配置されている。各突出部８５の先端（厚さ方向ｚのｚ１側の端部）には、突出端面８５ａが形成されている。複数の突出部８５における各突出端面８５ａは、樹脂主面８１と略平行であり、且つ、互いに同一平面（ｘ－ｙ平面）上にある。各突出部８５は、たとえば有底中空の円錐台状である。複数の突出部８５は、半導体装置Ａ１によって生成された電源を利用する機器において、その機器が有する制御用の回路基板などに半導体装置Ａ１が搭載される際に、スペーサーとして利用される。複数の突出部８５は、それぞれ、凹部８５ｂと、当該凹部８５ｂに形成された内壁面８５ｃとを有する。各突出部８５の形状は柱状であればよく、円柱状であることが好ましい。凹部８５ｂの形状は円柱状であって、平面視において内壁面８５ｃは単一の真円状であることが好ましい。
【0091】
半導体装置Ａ１は、制御用の回路基板などに対して、ねじ止めなどの方法によって機械的に固定される場合がある。この場合には、複数の突出部８５における凹部８５ｂの内壁面８５ｃに、めねじのねじ山を形成することができる。複数の突出部８５における凹部８５ｂにインサートナットを埋め込んでもよい。
【0092】
樹脂空隙部８６は、図９に示すように、厚さ方向ｚにおいて、樹脂主面８１から、導電基板２の主面２０１に通じる。樹脂空隙部８６は、樹脂主面８１から主面２０１に向かう（厚さ方向ｚのｚ２側に向かう）につれて断面積が小さくなるテーパー状に形成されている。樹脂空隙部８６は、封止樹脂８のモールド成形時に形成され、当該モールド成形時に封止樹脂８が形成されない部分である。
【0093】
図示説明は省略するが、樹脂空隙部８６は、たとえば封止樹脂８のモールド成形の際、押さえ部材が占めていたことによって流動性の樹脂材料が充填されなかったことで形成される。当該押さえ部材は、モールド成形の際に導電基板２の主面２０１へ押圧力を与えるものであり、第１導通部材５の各開口５１３および各開口５２３に挿通される。これにより、第１導通部材５に干渉することなく上記の押さえ部材により導電基板２を押さえることができ、導電基板２が接合される支持基板３の反りを抑制することができる。
【0094】
本実施形態において、図９に示すように、半導体装置Ａ１は、樹脂充填部８８を備える。樹脂充填部８８は、樹脂空隙部８６を埋めるように、樹脂空隙部８６に充填されている。樹脂充填部８８は、たとえば封止樹脂８と同様にエポキシ樹脂からなるが、封止樹脂８と異なる材料であってもよい。
【0095】
次に、半導体装置Ａ１の製造方法における、支持基板３、導電基板２、第１半導体素子１０Ａ、および第２半導体素子１０Ｂの接合方法の一例について、図１８～図２１を参照しつつ、以下に説明する。図１８～図２１はそれぞれ、半導体装置Ａ１の製造方法の一工程を示す平面図の模式図であり、図１６（ａ）、（ｂ）に対応するものである。
【0096】
まず、図１８に示すように、支持基板３の第２金属層３３の第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂの支持面３０１に、粘着材料７０を配置する。粘着材料７０は、第１部分３３Ａの支持面３０１の第１方向ｘのｘ１側で第２方向ｙのｙ１側の角部、および、第２部分３３Ｂの支持面３０１の第１方向ｘのｘ２側で第２方向ｙのｙ１側の角部に配置される。なお、各粘着材料７０の配置位置は限定されず、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置であればよく、各支持面３０１の周縁部分が望ましい。
【0097】
次に、支持基板３上に、接合部材２９を載置する。接合部材２９は、裏面２９ｂを支持基板３の第２金属層３３の第１部分３３Ａの支持面３０１に対向させて載置される。また、別の接合部材２９は、裏面２９ｂを支持基板３の第２金属層３３の第２部分３３Ｂの支持面３０１に対向させて載置される。各接合部材２９はそれぞれ、粘着材料７０によって、支持基板３に仮固定される。
【0098】
次に、図１９に示すように、各接合部材２９の主面２９ａに、粘着材料７０を配置する。粘着材料７０は、第１部分３３Ａに仮固定された接合部材２９の主面２９ａの第１方向ｘのｘ１側で第２方向ｙのｙ２側の角部、および、第２部分３３Ｂに仮固定された接合部材２９の主面２９ａの第１方向ｘのｘ２側で第２方向ｙのｙ２側の角部に配置される。なお、各粘着材料７０の配置位置は限定されず、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置であればよく、各主面２９ａの周縁部分が望ましい。また、支持基板３に配置された各粘着材料７０に重ならない位置が望ましい。
【0099】
次に、各接合部材２９上に、導電基板２を載置する。導電基板２は、裏面２０２を接合部材２９の主面２９ａに対向させて載置される。より具体的には、第１導電部２Ａが、裏面２０２を、第１部分３３Ａに仮固定された接合部材２９の主面２９ａに対向させて載置される。また、第２導電部２Ｂが、裏面２０２を、第２部分３３Ｂに仮固定された接合部材２９の主面２９ａに対向させて載置される。第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂはそれぞれ、粘着材料７０によって、対応する接合部材２９に仮固定される。
【0100】
次に、図２０に示すように、第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂの各主面２０１に、粘着材料７０を配置する。粘着材料７０は、各接合部材１９が載置される位置に配置される。各粘着部材７９は、各接合部材１９の第２方向ｙのｙ１側の端部とｙ２側の端部に位置する領域に配置される。なお、各粘着材料７０の配置位置は限定されず、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置であればよく、各接合部材１９の周縁部分に相当する位置が望ましい。また、他の粘着材料７０に重ならない位置が望ましい。
【0101】
次に、図２１に示すように、第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂ上に、接合部材１９を載置する。接合部材１９は、裏面１９ｂを第１導電部２Ａまたは第２導電部２Ｂの主面２０１に対向させて載置される。各接合部材１９は、第２方向ｙのｙ１側の端部とｙ２側の端部とがそれぞれ粘着材料７０に重なるように配置される。各接合部材１９はそれぞれ、粘着材料７０によって、第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂに仮固定される。
【0102】
次に、各接合部材１９の主面１９ａに、第１半導体素子１０Ａまたは第２半導体素子１０Ｂを載置する。各第１半導体素子１０Ａは、素子裏面１０２を第１導電部２Ａ上に載置されたいずれかの接合部材１９の主面１９ａに対向させて載置される。各第２半導体素子１０Ｂは、素子裏面１０２を第２導電部２Ｂ上に載置されたいずれかの接合部材１９の主面１９ａに対向させて載置される。第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂの仮固定の方法は限定されない。
【0103】
次に、仮固定された支持基板３、接合部材２９、導電基板２、接合部材１９、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂを、一体として加圧装置にセットする。そして、加圧装置が圧力と熱を加えながら振動を付加することで、各部材の対向する面同士を直接接触させて、固相接合させる。接合部材１９，２９が金属箔で柔軟性があるので、粘着材料７０が配置された領域以外の部分で、各部材の対向する面同士が直接接触して、固相接合される。各粘着材料７０は、加圧処理により押しつぶされて、厚さ方向ｚの寸法が小さくなり、厚さ方向zに見た各寸法が大きくなって、粘着部材７５～７７になる。なお、加圧装置は、これに限られず、熱を加えなくてもよいし、振動を付加しなくてもよく、各部材の対向する面同士を固相接合できればよい。
【0104】
【0105】
図２２は、半導体装置Ａ１を備えて構成された半導体装置アッセンブリＢ１を示している。図２２は、半導体装置アッセンブリＢ１を示す要部断面図である。半導体装置アッセンブリＢ１は、半導体装置Ａ１およびヒートシンク９０を備えている。
【0106】
図２２に示すように、ヒートシンク９０は、半導体装置Ａ１（支持基板３）の底面３０２に対向配置されている。ヒートシンク９０は、接合層９０９を介して底面３０２に接合されている。ヒートシンク９０は、半導体装置Ａ１が発する熱を伝えられて、放熱する放熱部材である。ヒートシンク９０の構成材料は特に限定されず、たとえばＡｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、あるいはこれらの合金である。
【0107】
接合層９０９は、ヒートシンク９０の上面（厚さ方向ｚのｚ１側を向く面）と支持基板３の底面３０２とを接合する。接合層９０９の構成材料は特に限定されず、たとえば焼結金属である。接合層９０９は、たとえばＡｇ（銀）焼結層である。この場合、接合層９０９の厚さ（厚さ方向ｚの寸法）は比較的小さく、たとえば５０～５００μｍである。
【0108】
図２３は、半導体装置Ａ１が搭載された車両Ｂ２の概要図である。車両Ｂ２は、たとえば電気自動車（ＥＶ）である。
【0109】
図２３に示すように、車両Ｂ２は、車載充電器９４、蓄電池９５および駆動系統９３を備える。車載充電器９４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９４への電力の供給手段は、有線でもよい。車載充電器９４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９４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９５に給電される。昇圧された電圧は、たとえば６００Ｖである。
【0110】
駆動系統９３は、車両Ｂ２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Ａ１は、インバータ９３１の一部を構成する。蓄電池９５に蓄えられた電力は、インバータ９３１に給電される。蓄電池９５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２３に示す駆動系統９３とは異なり、蓄電池９５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Ａ１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Ｂ２の駆動軸を回転させる。これにより、車両Ｂ２が駆動する。車両Ｂ２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Ａ１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。
【0111】
次に、半導体装置Ａ１の作用について説明する。
【0112】
本実施形態によると、接合部材１９は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２との間に介在して、それぞれとの間で固相接合されている。したがって、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２とは、大きな熱を加えることなく強固に接合される。接合部材２９は、導電基板２と支持基板３との間に介在して、それぞれとの間で固相接合されている。したがって、導電基板２と支持基板３とは、大きな熱を加えることなく強固に接合される。
【0113】
また、本実施形態によると、支持基板３、接合部材２９、導電基板２、接合部材１９、および第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）は、この順で厚さ方向ｚに載置され、固相接合を行う加圧装置まで搬送され、一度の加圧処理で各構成部材の間の固相接合が行われる。接合部材１９と導電基板２との間、接合部材２９と導電基板２との間、接合部材２９と支持基板３との間には、それぞれ粘着材料７０が配置される。これにより、各構成部材が仮固定されるので、半導体装置Ａ１は、製造時における各構成部材間の位置ずれを抑制して固相接合させることが可能である。
【0114】
また、本実施形態によると、粘着部材７５～７７は、厚さ方向zに見て第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置に配置されている。厚さ方向zに見て固相接合されない部分が、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならないので、半導体装置Ａ１は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）の放熱を妨げることを抑制できる。また、本実施形態によると、粘着部材７６と粘着部材７７とは、厚さ方向zに見て互いに重ならない。したがって、粘着部材７６と粘着部材７７とが重なる場合と比較して、接合部材２９が支持基板３および導電基板２と接触する面積を広くできる。これにより、半導体装置Ａ１は、固相接合された面積を広くできるので、放熱効果を向上できる。
【0115】
なお、本実施形態では、接合部材１９，２９が金属箔である場合について説明したが、これに限られない。接合部材１９，２９は、粘着材料７０が配置された領域以外の部分で、各部材の対向する面同士が直接接触できる程度の柔軟性を有していればよく、たとえば薄い（厚さ方向zの寸法が小さい）金属板であってもよい。
【0116】
また、本実施形態では、接合部材１９が第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２とを接合し、接合部材２９が導電基板２と支持基板３とを接合する場合について説明したが、これに限られない。半導体装置Ａ１は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２とが、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などによって接合されてもよい。または、半導体装置Ａ１は、導電基板２と支持基板３とが、たとえばはんだ、金属ペースト材、あるいは、焼結金属などによって接合されてもよい。
【0117】
また、本実施形態では、制御端子支持体４８が、接合材４９（たとえばはんだ）を介して導電基板２に接合される場合について説明したが、これに限られない。制御端子支持体４８は、第１半導体素子１０Ａおよび第２半導体素子１０Ｂと同様に、接合部材１９を介して導電基板２に接合されてもよい。この場合、制御端子支持体４８の第２金属層４８３にＡｇめっきにより構成された層を配置すればよい。
【0118】
図２４～図２８は、本開示の変形例を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、重複する説明を省略する。また、各変形例における各部の構成は、技術的な矛盾を生じない範囲において相互に適宜組み合わせ可能である。
【0119】
＜第１変形例＞
図２４は、第１実施形態の第１変形例に係る半導体装置Ａ１１を示している。図２４は、半導体装置Ａ１１の接合構造を説明するための模式図であり、図１６（ｂ）に対応する図である。半導体装置Ａ１１は、粘着部材７６，７７の配置位置が半導体装置Ａ１とは異なる。半導体装置Ａ１１では、各粘着部材７６，７７が第２方向ｙにおける中央に配置されている。
図２４は、第１実施形態の第１変形例に係る半導体装置Ａ１１を示している。図２４は、半導体装置Ａ１１の接合構造を説明するための模式図であり、図１６（ｂ）に対応する図である。半導体装置Ａ１１は、粘着部材７６，７７の配置位置が半導体装置Ａ１とは異なる。半導体装置Ａ１１では、各粘着部材７６，７７が第２方向ｙにおける中央に配置されている。
【0120】
＜第２変形例＞
図２５は、第１実施形態の第２変形例に係る半導体装置Ａ１２を示している。図２５は、半導体装置Ａ１２の接合構造を説明するための模式図であり、図１６（ｂ）に対応する図である。半導体装置Ａ１２は、粘着部材７６，７７の配置数が半導体装置Ａ１とは異なる。半導体装置Ａ１２では、１個の接合部材２９に対して各粘着部材７６，７７が２個ずつ配置されている。
図２５は、第１実施形態の第２変形例に係る半導体装置Ａ１２を示している。図２５は、半導体装置Ａ１２の接合構造を説明するための模式図であり、図１６（ｂ）に対応する図である。半導体装置Ａ１２は、粘着部材７６，７７の配置数が半導体装置Ａ１とは異なる。半導体装置Ａ１２では、１個の接合部材２９に対して各粘着部材７６，７７が２個ずつ配置されている。
【0121】
＜第３変形例＞
図２６は、第１実施形態の第３変形例に係る半導体装置Ａ１３を示している。図２６は、半導体装置Ａ１３の接合構造を説明するための模式図であり、図１６（ａ）に対応する図である。半導体装置Ａ１３は、粘着部材７５の配置位置が半導体装置Ａ１とは異なる。半導体装置Ａ１３では、各粘着部材７５が、接合部材１９の裏面１９ｂの第１方向ｘのｘ１側とｘ２側の端部に配置されている。
図２６は、第１実施形態の第３変形例に係る半導体装置Ａ１３を示している。図２６は、半導体装置Ａ１３の接合構造を説明するための模式図であり、図１６（ａ）に対応する図である。半導体装置Ａ１３は、粘着部材７５の配置位置が半導体装置Ａ１とは異なる。半導体装置Ａ１３では、各粘着部材７５が、接合部材１９の裏面１９ｂの第１方向ｘのｘ１側とｘ２側の端部に配置されている。
【0122】
第１～３変形例から理解されるように、粘着部材７５～７７のそれぞれの配置位置および配置個数は限定されず、様々なバリエーションが考えられる。ただし、粘着部材７５～７７は、厚さ方向zに見て互いに重ならないのが望ましく、また、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならないのが望ましい。
【0123】
＜第４変形例＞
図２７は、第１実施形態の第４変形例に係る半導体装置Ａ１４を示している。図２７は、半導体装置Ａ１４の接合構造を説明するための模式図である。図２７（ａ）は、平面図の模式図であり、図１６（ａ）に対応する図である。図２７（ｂ）は、図２７（ａ）の模式図から各半導体素子１０Ａ，１０Ｂ、各接合部材１９、導電基板２、および各接合部材２９を省略した模式図である。図２７（ｂ）は、図２７（ａ）のＸＸＶＩＩ－ＸＸＶＩＩ線に沿う断面図である。半導体装置Ａ１４は、粘着部材７６，７７が凹部に配置されている点で、半導体装置Ａ１とは異なる。
図２７は、第１実施形態の第４変形例に係る半導体装置Ａ１４を示している。図２７は、半導体装置Ａ１４の接合構造を説明するための模式図である。図２７（ａ）は、平面図の模式図であり、図１６（ａ）に対応する図である。図２７（ｂ）は、図２７（ａ）の模式図から各半導体素子１０Ａ，１０Ｂ、各接合部材１９、導電基板２、および各接合部材２９を省略した模式図である。図２７（ｂ）は、図２７（ａ）のＸＸＶＩＩ－ＸＸＶＩＩ線に沿う断面図である。半導体装置Ａ１４は、粘着部材７６，７７が凹部に配置されている点で、半導体装置Ａ１とは異なる。
【0124】
半導体装置Ａ１４では、導電基板２（第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂ）が裏面２０２から厚さ方向ｚのｚ１側に凹む凹部２０３を備えている。粘着部材７６は、凹部２０３に配置されている。粘着部材７６は、裏面２０２に直接配置されている場合と比較して、裏面２０２より厚さ方向ｚのｚ２側に突出する寸法が小さくなる。これにより、接合部材２９が導電基板２と接触する面積を広くできるので、半導体装置Ａ１４は放熱効果を向上できる。また、支持基板３（第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂ）が支持面３０１から厚さ方向ｚのｚ２側に凹む凹部３０３を備えている。粘着部材７７は、凹部３０３に配置されている。粘着部材７７は、支持面３０１に直接配置されている場合と比較して、支持面３０１より厚さ方向ｚのｚ１側に突出する寸法が小さくなる。これにより、接合部材２９が支持基板３と接触する面積を広くできるので、半導体装置Ａ１４は放熱効果を向上できる。
【0125】
＜第５変形例＞
図２８は、第１実施形態の第５変形例に係る半導体装置Ａ１５を示している。図２８は、半導体装置Ａ１５の接合構造を説明するための模式図である。図２８（ａ）は、平面図の模式図であり、図１６（ａ）に対応する図である。図２８（ｂ）は、図２８（ａ）の模式図から各半導体素子１０Ａ，１０Ｂ、各接合部材１９、導電基板２、および各接合部材２９を省略した模式図である。図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。半導体装置Ａ１５は、厚さ方向zに見て粘着部材７６，７７に重なる位置に開口部が配置されている点で、半導体装置Ａ１とは異なる。
図２８は、第１実施形態の第５変形例に係る半導体装置Ａ１５を示している。図２８は、半導体装置Ａ１５の接合構造を説明するための模式図である。図２８（ａ）は、平面図の模式図であり、図１６（ａ）に対応する図である。図２８（ｂ）は、図２８（ａ）の模式図から各半導体素子１０Ａ，１０Ｂ、各接合部材１９、導電基板２、および各接合部材２９を省略した模式図である。図２８（ｂ）は、図２８（ａ）のＸＸＶＩＩＩ－ＸＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。半導体装置Ａ１５は、厚さ方向zに見て粘着部材７６，７７に重なる位置に開口部が配置されている点で、半導体装置Ａ１とは異なる。
【0126】
半導体装置Ａ１５では、支持基板３の第２金属層３３（第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂ）が支持面３０１に開口した開口部３０４を備えている。本実施形態では、開口部３０４は、第２金属層３３を貫通して絶縁層３１まで達し、また、第２金属層３３の第２方向ｙのｙ２側の端縁まで達した切り欠きである。なお、開口部３０４は、支持面３０１に開口していればよく、第２金属層３３を貫通していなくてもよいし、第２金属層３３の端縁まで達していなくてもよい。粘着部材７６は、厚さ方向ｚに見て開口部３０４に重なるように配置されている。したがって、接合部材２９の粘着部材７６に重なる部分が、開口部３０４から厚さ方向ｚのｚ２側に陥没するように変形できる（図２８（ｃ）参照）。これにより、接合部材２９が導電基板２および支持基板３と接触する面積を広くできるので、半導体装置Ａ１５は放熱効果を向上できる。また、導電基板２（第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂ）が裏面２０２に開口した開口部２０４を備えている。本実施形態では、開口部２０４は、主面２０１まで貫通し、また、導電基板２の第２方向ｙのｙ１側の端縁まで達した切り欠きである。なお、開口部２０４は、裏面２０２に開口していればよく、貫通していなくてもよいし、導電基板２の端縁まで達していなくてもよい。粘着部材７７は、厚さ方向ｚに見て開口部２０４に重なるように配置されている。したがって、接合部材２９の粘着部材７７に重なる部分が、開口部２０４から厚さ方向zのz１側に陥没するように変形できる。これにより、接合部材２９が導電基板２および支持基板３と接触する面積を広くできるので、半導体装置Ａ１５は放熱効果を向上できる。
【0127】
図２９～図３１は、本開示の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、重複する説明を省略する。また、各実施形態における各部の構成は、技術的な矛盾を生じない範囲において相互に適宜組み合わせ可能である。
【0128】
＜第２実施形態＞
図２９～図３０は、本開示の第２実施形態に係る半導体装置Ａ２を示している。図２９は、半導体装置Ａ２の断面図であり、図１０に対応する図である。図３０は、半導体装置Ａ２の接合構造を説明するための正面図の拡大模式図であり、図１７に対応する図である。半導体装置Ａ２は、ヒートシンク９０を備え、ヒートシンク９０の一部も封止樹脂８で覆われている点で、半導体装置Ａ１とは異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。なお、上記の第１実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図２９～図３０は、本開示の第２実施形態に係る半導体装置Ａ２を示している。図２９は、半導体装置Ａ２の断面図であり、図１０に対応する図である。図３０は、半導体装置Ａ２の接合構造を説明するための正面図の拡大模式図であり、図１７に対応する図である。半導体装置Ａ２は、ヒートシンク９０を備え、ヒートシンク９０の一部も封止樹脂８で覆われている点で、半導体装置Ａ１とは異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。なお、上記の第１実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
【0129】
半導体装置Ａ２は、ヒートシンク９０、接合部材３９、および粘着部材７８，７９をさらに備えている。
【0130】
ヒートシンク９０は、接合部材３９を介して支持基板３に接合されている。ヒートシンク９０は、図３０に示すように、本体部９１と金属層９２とを備えている。本体部９１は、ヒートシンク９０の本体部分であり、構成材料がたとえばＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、あるいはこれらの合金である。金属層９２は、本体部９１の厚さ方向ｚのｚ１側を向く面に接して配置され、当該面の全体を覆っている。なお、金属層９２は、当該面の一部のみ、たとえば支持基板３が接合される領域のみに配置されてもよい。金属層９２は、Ａｇ（銀）めっきにより構成される。なお、金属層９２は、複数の種類の金属層が積層されていてもよい。
【0131】
ヒートシンク９０は、主面９０１および裏面９０２を有する。主面９０１および裏面９０２は、厚さ方向ｚに離隔する。主面９０１は、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、裏面９０２は、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。主面９０１は、金属層９２の上面である。主面９０１は、支持基板３に対向し、接合部材３９を介して支持基板３に接合されている。裏面９０２は、本体部９１の下面である。
【0132】
本実施形態では、支持基板３の第１金属層３２は、第１金属第１層３２１と第１金属第２層３２２とを備えている。第１金属第１層３２１は、絶縁層３１に接して配置されている。第１金属第１層３２１の構成材料は、第２金属第１層３３１の構成材料と同じである。第１金属第２層３２２は、第１金属第１層３２１に接して配置されている。第１金属第２層３２２は、Ａｇ（銀）めっきにより構成される。なお、第１金属層３２は、第１金属第１層３２１と第１金属第２層３２２との間にさらに金属層を備えていてもよい。本実施形態では、底面３０２は、第１金属第２層３２２の下面である。底面３０２には、ヒートシンク９０が接合されている。
【0133】
接合部材３９は、支持基板３の第１金属層３２とヒートシンク９０の金属層９２との間に介在し、支持基板３とヒートシンク９０とを接合する。接合部材３９と第１金属層３２とは固相接合されており、接合部材３９と金属層９２とは固相接合されている。図３０に示すように、接合部材３９の構成は、接合部材１９，２９と同様であり、本体層１９１、表面層１９２、裏面層１９３、および中間層１９４，１９５を備えている。接合部材３９は、主面３９ａおよび裏面３９ｂを有する。主面３９ａおよび裏面３９ｂは、厚さ方向ｚに離隔する。主面３９ａは、厚さ方向ｚのｚ１側を向き、裏面３９ｂは、厚さ方向ｚのｚ２側を向く。主面３９ａは、表面層１９２の厚さ方向ｚのｚ１側を向く面であり、支持基板３に対向している。裏面３９ｂは、裏面層１９３の厚さ方向ｚのｚ２側を向く面であり、ヒートシンク９０に対向している。接合部材３９の表面層１９２（主面３９ａ）は、支持基板３の第１金属層３２の第１金属第２層３２２（底面３０２）と固相接合されている。接合部材３９の裏面層１９３（裏面３９ｂ）は、ヒートシンク９０の金属層９２と固相接合されている。
【0134】
本実施形態では、接合部材３９およびヒートシンク９０も合わせて、一度の加圧処理で、各構成部材の間の固相接合が行われる。すなわち、ヒートシンク９０、接合部材３９、支持基板３、接合部材２９、導電基板２、接合部材１９、および第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）は、この順で厚さ方向ｚに載置され、固相接合を行う加圧装置まで搬送され、一度に各構成部材の間の固相接合が行われる。
【0135】
接合部材３９の表面層１９２（主面３９ａ）と、支持基板３の第１金属層３２の第１金属第２層３２２（底面３０２）との間には、粘着部材７８が介在している。接合部材３９の裏面層１９３（裏面３９ｂ）と、ヒートシンク９０の金属層９２（主面９０１）との間には、粘着部材７９が介在している。
【0136】
粘着部材７８，７９は、粘着部材７５～７７と同様、粘着材料７０が圧力により押しつぶされたものである。粘着部材７８，７９も、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）の放熱の妨げにならない位置、すなわち、厚さ方向zに見て、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置に配置されている。粘着部材７８は、厚さ方向zに見て、支持基板３の第１金属層３２の底面３０２の周縁部分に配置されている。また、粘着部材７８は、厚さ方向zに見て、接合部材３９の主面３９ａの周縁部分に配置されているとも言える。粘着部材７９は、厚さ方向zに見て、ヒートシンク９０の主面９０１の周縁部分に配置されている。また、粘着部材７９は、厚さ方向zに見て、接合部材３９の裏面３９ｂの周縁部分に配置されているとも言える。本実施形態では、粘着部材７８と粘着部材７９とは、厚さ方向zに見て、互いに重ならない位置に配置されている。なお、粘着部材７８，７９のそれぞれの配置位置は、限定されない。
【0137】
本実施形態では、図２９に示すように、封止樹脂８は、ヒートシンク９０の一部および接合部材３９も覆っている。
【0138】
本実施形態においても、接合部材１９は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２との間に介在して、それぞれとの間で固相接合されている。したがって、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２とは、大きな熱を加えることなく強固に接合される。接合部材２９は、導電基板２と支持基板３との間に介在して、それぞれとの間で固相接合されている。したがって、導電基板２と支持基板３とは、大きな熱を加えることなく強固に接合される。さらに、本実施形態によると、接合部材３９は、支持基板３とヒートシンク９０との間に介在して、それぞれとの間で固相接合されている。したがって、支持基板３とヒートシンク９０とは、大きな熱を加えることなく強固に接合される。
【0139】
また、本実施形態によると、ヒートシンク９０、接合部材３９、支持基板３、接合部材２９、導電基板２、接合部材１９、および第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）は、この順で厚さ方向ｚに載置され、固相接合を行う加圧装置まで搬送され、一度に各構成部材の間の固相接合が行われる。接合部材１９と導電基板２との間、接合部材２９と導電基板２との間、接合部材２９と支持基板３との間、接合部材３９と支持基板３との間、および、接合部材３９とヒートシンク９０との間には、それぞれ粘着材料７０が配置される。これにより、各構成部材が仮固定されるので、半導体装置Ａ２は、製造時における各構成部材間の位置ずれを抑制して固相接合させることが可能である。
【0140】
また、本実施形態によると、粘着部材７５～７９は、厚さ方向zに見て第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置に配置されている。厚さ方向zに見て固相接合されない部分が、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならないので、半導体装置Ａ２は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）の放熱を妨げることを抑制できる。また、本実施形態によると、粘着部材７６と粘着部材７７とは、厚さ方向zに見て互いに重ならない。したがって、粘着部材７６と粘着部材７７とが重なる場合と比較して、接合部材２９が支持基板３および導電基板２と接触する面積を広くできる。これにより、半導体装置Ａ２は、固相接合された面積を広くできるので、放熱効果を向上できる。さらに、本実施形態によると、粘着部材７８と粘着部材７９とは、厚さ方向zに見て互いに重ならない。したがって、粘着部材７８と粘着部材７９とが重なる場合と比較して、接合部材３９が支持基板３およびヒートシンク９０と接触する面積を広くできる。これにより、半導体装置Ａ２は、固相接合された面積を広くできるので、放熱効果を向上できる。
【0141】
＜第３実施形態＞
図３１は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置Ａ３を示している。図３１は、半導体装置Ａ３の接合構造を説明するための正面図の拡大模式図であり、図１７に対応する図である。半導体装置Ａ３は、固相接合されている各部材の接合面を有する層の構成材料が互いに異なる点で、半導体装置Ａ１とは異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。なお、上記の第１～２実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
図３１は、本開示の第３実施形態に係る半導体装置Ａ３を示している。図３１は、半導体装置Ａ３の接合構造を説明するための正面図の拡大模式図であり、図１７に対応する図である。半導体装置Ａ３は、固相接合されている各部材の接合面を有する層の構成材料が互いに異なる点で、半導体装置Ａ１とは異なる。本実施形態の他の部分の構成および動作は、第１実施形態と同様である。なお、上記の第１～２実施形態および各変形例の各部が任意に組み合わせられてもよい。
【0142】
本実施形態では、導電基板２の第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂは、金属層２２，２３を備えていない。すなわち、主面２０１は、構成材料がたとえばＣｕである本体部２１の上面である。本実施形態では、本体部２１（主面２０１）と接合部材１９の裏面層１９３（裏面１９ｂ）とが固相接合されている。また、裏面２０２は、構成材料がたとえばＣｕである本体部２１の下面である。本実施形態では、本体部２１（裏面２０２）と接合部材２９の表面層１９２（主面１９ａ）とが固相接合されている。
【0143】
また、本実施形態では、支持基板３の第２金属層３３の第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂは、第２金属第２層３３２を備えていない。すなわち、支持面３０１は、構成材料がたとえばＣｕである第２金属第１層３３１の上面である。本実施形態では、第２金属第１層３３１（支持面３０１）と接合部材２９の裏面層１９３（裏面２９ｂ）とが固相接合されている。
【0144】
本実施形態においても、接合部材１９は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２との間に介在して、それぞれとの間で固相接合されている。したがって、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）と導電基板２とは、大きな熱を加えることなく強固に接合される。接合部材２９は、導電基板２と支持基板３との間に介在して、それぞれとの間で固相接合されている。したがって、導電基板２と支持基板３とは、大きな熱を加えることなく強固に接合される。また、接合部材１９と導電基板２との間、接合部材２９と導電基板２との間、および、接合部材２９と支持基板３との間には、それぞれ粘着材料７０が配置される。これにより、各構成部材が仮固定されるので、半導体装置Ａ３は、製造時における各構成部材間の位置ずれを抑制して固相接合させることが可能である。また、粘着部材７５～７７は、厚さ方向zに見て第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）に重ならない位置に配置されているので、半導体装置Ａ３は、第１半導体素子１０Ａ（第２半導体素子１０Ｂ）の放熱を妨げることを抑制できる。また、粘着部材７６と粘着部材７７とが厚さ方向zに見て互いに重ならないので、固相接合された面積を広くでき、放熱効果を向上できる。さらに、本実施形態によると、導電基板２の第１導電部２Ａおよび第２導電部２Ｂが金属層２２，２３を備えておらず、支持基板３の第２金属層３３の第１部分３３Ａおよび第２部分３３Ｂが第２金属第２層３３２を備えていない。したがって、本体部２１に金属層２２，２３を形成する工程（Ａｇめっき工程）、および、第２金属第１層３３１に第２金属第２層３３２を形成する工程（Ａｇめっき工程）が必要ない。これにより、半導体装置Ａ３は、製造工程を簡略化でき、また、材料費を抑制できる。
【0145】
なお、上記第１～３実施形態とは異なる構造の半導体装置においても、当該半導体装置を構成する第１部材と第２部材とが固相接合されている場合、本開示に係る接合構造および接合方法が適用できる。また、半導体装置以外においても、第１部材と第２部材とが固相接合されている場合、本開示に係る接合構造および接合方法が適用できる。
【0146】
本開示に係る接合構造、半導体装置、および接合方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示に係る接合構造および半導体装置の各部の具体的な構成、ならびに、本開示に係る接合方法の各工程の具体的な処理は、種々に設計変更自在である。
【0147】
本開示は、以下の付記に関する構成を含む。
〔付記１〕
第１部材と、
前記第１部材の厚さ方向（ｚ）に配置され、かつ、前記第１部材に固相接合されている第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に介在する粘着部材（７５～７９）と、
を備えている、
接合構造。
〔付記２〕
前記粘着部材の前記厚さ方向の寸法は、５μｍ以下である、
付記１に記載の接合構造。
〔付記３〕
前記粘着部材の軟化点は、３００℃以上である、
付記１または２に記載の接合構造。
〔付記４〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を備え、
前記粘着部材は、前記第１接合面の周縁部分に配置されている、
付記１ないし３のいずれかに記載の接合構造。
〔付記５〕
前記粘着部材は、前記厚さ方向に見て、前記第２部材に重ならない部分を含んでいる、
付記１ないし４のいずれかに記載の接合構造。
〔付記６〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を含む第１層を備え、
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層および前記第２層の構成材料はＡｇである、
付記１ないし５のいずれかに記載の接合構造。
〔付記７、第３実施形態、図３１〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を含む第１層を備え、
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層の構成材料はＡｇであり、
前記第２層の構成材料はＣｕである、
付記１ないし５のいずれかに記載の接合構造。
〔付記８、第１実施形態第４変形例、図２７〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面と、前記第１接合面から前記厚さ方向に凹む凹部（２０３，３０３）と、を備え、
前記粘着部材は、前記凹部に配置されている、
付記１ないし７のいずれかに記載の接合構造。
〔付記９〕
付記１ないし８のいずれかに記載の接合構造と、
半導体素子（１０Ａ，１０Ｂ）と、
を備えている、
半導体装置（Ａ１）。
〔付記１０〕
前記第１部材としての導電基板（２）と、
前記第２部材としての第１接合部材（１９）と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第１接合部材を介して、前記導電基板に導通接合されている、
付記９に記載の半導体装置。
〔付記１１〕
前記第１接合部材は、前記厚さ方向における両端にＡｇを含む層を備えた金属箔である、
付記１０に記載の半導体装置。
〔付記１２〕
前記第１部材としての支持基板（３）と、
前記第２部材としての第２接合部材（２９）と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第２接合部材を介して、前記支持基板に搭載されている、
付記９に記載の半導体装置。
〔付記１３、図１６〕
前記厚さ方向において前記第２接合部材に対して前記支持基板とは反対側に配置され、かつ、前記第２接合部材に固相接合されている導電基板（２）と、
前記第２接合部材と前記導電基板との間に介在する第２粘着部材（７６）と、
をさらに備え、
前記粘着部材と前記第２粘着部材とは、前記厚さ方向に見て重ならない。
付記１２に記載の半導体装置。
〔付記１４、第１実施形態第５変形例、図２８〕
前記支持基板は、前記第２接合部材に対向する支持面（３０１）と、前記支持面に開口した第１開口部（３０４）と、を備え、
前記導電基板は、前記第２接合部材に対向する導電基板裏面（２０２）と、前記導電基板裏面に開口した第２開口部（２０４）と、を備え、
前記粘着部材（７７）は、前記厚さ方向に見て前記第２開口部に重なり、
前記第２粘着部材（７６）は、前記厚さ方向に見て前記第１開口部に重なる、
付記１３に記載の半導体装置。
〔付記１５、第２実施形態、図２９、図３０〕
前記第１部材としてのヒートシンク（９０）と、
前記第２部材としての第３接合部材（３９）と、
を備え、
前記半導体素子が発する熱は、前記第３接合部材を介して、前記ヒートシンクに伝えられる、
付記９に記載の半導体装置。
〔付記１６〕
前記厚さ方向に見て、前記粘着部材は、前記半導体素子に重ならない。
付記９ないし１５のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記１６－１、図２３〕
駆動源（９３２）と、
付記９ないし１６のいずれか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１７、図１８～図２１〕
第１部材の第１接合面と第２部材の第２接合面とを、間に粘着材料を介在させて仮固定する工程と、
前記第１部材の前記第１接合面と前記第２部材の前記第２接合面とを固相接合する工程と、
を備えている、
接合方法。
〔付記１８〕
前記第１部材の厚さ方向における前記粘着材料の厚さ寸法は、２５μｍ以下である、
付記１７に記載の接合方法。
〔付記１〕
第１部材と、
前記第１部材の厚さ方向（ｚ）に配置され、かつ、前記第１部材に固相接合されている第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に介在する粘着部材（７５～７９）と、
を備えている、
接合構造。
〔付記２〕
前記粘着部材の前記厚さ方向の寸法は、５μｍ以下である、
付記１に記載の接合構造。
〔付記３〕
前記粘着部材の軟化点は、３００℃以上である、
付記１または２に記載の接合構造。
〔付記４〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を備え、
前記粘着部材は、前記第１接合面の周縁部分に配置されている、
付記１ないし３のいずれかに記載の接合構造。
〔付記５〕
前記粘着部材は、前記厚さ方向に見て、前記第２部材に重ならない部分を含んでいる、
付記１ないし４のいずれかに記載の接合構造。
〔付記６〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を含む第１層を備え、
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層および前記第２層の構成材料はＡｇである、
付記１ないし５のいずれかに記載の接合構造。
〔付記７、第３実施形態、図３１〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面を含む第１層を備え、
前記第２部材は、前記第１部材に対向する第２接合面を含む第２層を備え、
前記第１層の構成材料はＡｇであり、
前記第２層の構成材料はＣｕである、
付記１ないし５のいずれかに記載の接合構造。
〔付記８、第１実施形態第４変形例、図２７〕
前記第１部材は、前記第２部材に対向する第１接合面と、前記第１接合面から前記厚さ方向に凹む凹部（２０３，３０３）と、を備え、
前記粘着部材は、前記凹部に配置されている、
付記１ないし７のいずれかに記載の接合構造。
〔付記９〕
付記１ないし８のいずれかに記載の接合構造と、
半導体素子（１０Ａ，１０Ｂ）と、
を備えている、
半導体装置（Ａ１）。
〔付記１０〕
前記第１部材としての導電基板（２）と、
前記第２部材としての第１接合部材（１９）と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第１接合部材を介して、前記導電基板に導通接合されている、
付記９に記載の半導体装置。
〔付記１１〕
前記第１接合部材は、前記厚さ方向における両端にＡｇを含む層を備えた金属箔である、
付記１０に記載の半導体装置。
〔付記１２〕
前記第１部材としての支持基板（３）と、
前記第２部材としての第２接合部材（２９）と、
を備え、
前記半導体素子は、前記第２接合部材を介して、前記支持基板に搭載されている、
付記９に記載の半導体装置。
〔付記１３、図１６〕
前記厚さ方向において前記第２接合部材に対して前記支持基板とは反対側に配置され、かつ、前記第２接合部材に固相接合されている導電基板（２）と、
前記第２接合部材と前記導電基板との間に介在する第２粘着部材（７６）と、
をさらに備え、
前記粘着部材と前記第２粘着部材とは、前記厚さ方向に見て重ならない。
付記１２に記載の半導体装置。
〔付記１４、第１実施形態第５変形例、図２８〕
前記支持基板は、前記第２接合部材に対向する支持面（３０１）と、前記支持面に開口した第１開口部（３０４）と、を備え、
前記導電基板は、前記第２接合部材に対向する導電基板裏面（２０２）と、前記導電基板裏面に開口した第２開口部（２０４）と、を備え、
前記粘着部材（７７）は、前記厚さ方向に見て前記第２開口部に重なり、
前記第２粘着部材（７６）は、前記厚さ方向に見て前記第１開口部に重なる、
付記１３に記載の半導体装置。
〔付記１５、第２実施形態、図２９、図３０〕
前記第１部材としてのヒートシンク（９０）と、
前記第２部材としての第３接合部材（３９）と、
を備え、
前記半導体素子が発する熱は、前記第３接合部材を介して、前記ヒートシンクに伝えられる、
付記９に記載の半導体装置。
〔付記１６〕
前記厚さ方向に見て、前記粘着部材は、前記半導体素子に重ならない。
付記９ないし１５のいずれかに記載の半導体装置。
〔付記１６－１、図２３〕
駆動源（９３２）と、
付記９ないし１６のいずれか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１７、図１８～図２１〕
第１部材の第１接合面と第２部材の第２接合面とを、間に粘着材料を介在させて仮固定する工程と、
前記第１部材の前記第１接合面と前記第２部材の前記第２接合面とを固相接合する工程と、
を備えている、
接合方法。
〔付記１８〕
前記第１部材の厚さ方向における前記粘着材料の厚さ寸法は、２５μｍ以下である、
付記１７に記載の接合方法。
【0148】
Ａ１，Ａ１１～Ａ１５，Ａ２，Ａ３：半導体装置
１０Ａ ：第１半導体素子
１０Ｂ ：第２半導体素子
１０１ ：素子主面
１０２ ：素子裏面
１１ ：第１主面電極
１２ ：第２主面電極
１３ ：第３主面電極
１５ ：裏面電極
１７ ：サーミスタ
１９，２９，３９：接合部材
１９１ ：本体層
１９２ ：表面層
１９３ ：裏面層
１９４ ：中間層
１９４ａ ：Ｎｉ層
１９４ｂ ：Ｃｕ層
１９５ ：中間層
１９５ａ ：Ｎｉ層
１９５ｂ ：Ｃｕ層
１９ａ，２９ａ，３９ａ：主面
１９ｂ，２９ｂ，３９ｂ：裏面
２ ：導電基板
２１ ：本体部
２２，２３：金属層
２Ａ ：第１導電部
２Ｂ ：第２導電部
２０１ ：主面
２０２ ：裏面
２０３ ：凹部
２０４ ：開口部
３ ：支持基板
３０１ ：支持面
３０２ ：底面
３０３ ：凹部
３０４ ：開口部
３１ ：絶縁層
３２ ：第１金属層
３２１ ：第１金属第１層
３２２ ：第１金属第２層
３３ ：第２金属層
３３１ ：第２金属第１層
３３２ ：第２金属第２層
３３Ａ ：第１部分
３３Ｂ ：第２部分
４１ ：第１端子
４２ ：第２端子
４３ ：第３端子
４４ ：第４端子
４５ ：制御端子
４５１ ：ホルダ
４５２ ：金属ピン
４５９ ：導電性接合材
４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ：第１制御端子
４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄ，４７Ｅ：第２制御端子
４８ ：制御端子支持体
４８Ａ ：第１支持部
４８Ｂ ：第２支持部
４８１ ：絶縁層
４８２ ：第１金属層
４８２Ａ ：第１部分
４８２Ｂ ：第２部分
４８２Ｃ ：第３部分
４８２Ｄ ：第４部分
４８２Ｅ ：第５部分
４８２Ｆ ：第６部分
４８３ ：第２金属層
４９ ：接合材
５ ：第１導通部材
５１ ：第１配線部
５１１ ：第１端部
５１２ ：第２端部
５１３ ：開口
５２ ：第２配線部
５２１ ：第３端部
５２２ ：第４端部
５２３ ：開口
５３ ：第３配線部
５３１ ：凹状領域
５３１ａ ：開口
５４ ：第４配線部
５４１ ：凸状領域
５５ ：第５配線部
５９ ：導電性接合材
６ ：第２導通部材
６１ ：主部
６１１ ：開口
６２ ：第１接続端部
６２１ ：開口
６３ ：第２接続端部
６９ ：導電性接合材
７１，７２，７３，７４：ワイヤ
７５，７６，７７，７８，７９：粘着部材
７０ ：粘着材料
８ ：封止樹脂
８１ ：樹脂主面
８２ ：樹脂裏面
８３１，８３２：樹脂側面
８３２ａ ：凹部
８３３，８３４：樹脂側面
８５ ：突出部
８５ａ ：突出端面
８５ｂ ：凹部
８５ｃ ：内壁面
８６ ：樹脂空隙部
８８ ：樹脂充填部
９０ ：ヒートシンク
９１ ：本体部
９２ ：金属層
９０１ ：主面
９０２ ：裏面
９０９ ：接合層
Ｂ１ ：半導体装置アッセンブリ
Ｂ２ ：車両
９３ ：駆動系統
９３１ ：インバータ
９３２ ：駆動源
９４ ：車載充電器
９５ ：蓄電池
１０Ａ ：第１半導体素子
１０Ｂ ：第２半導体素子
１０１ ：素子主面
１０２ ：素子裏面
１１ ：第１主面電極
１２ ：第２主面電極
１３ ：第３主面電極
１５ ：裏面電極
１７ ：サーミスタ
１９，２９，３９：接合部材
１９１ ：本体層
１９２ ：表面層
１９３ ：裏面層
１９４ ：中間層
１９４ａ ：Ｎｉ層
１９４ｂ ：Ｃｕ層
１９５ ：中間層
１９５ａ ：Ｎｉ層
１９５ｂ ：Ｃｕ層
１９ａ，２９ａ，３９ａ：主面
１９ｂ，２９ｂ，３９ｂ：裏面
２ ：導電基板
２１ ：本体部
２２，２３：金属層
２Ａ ：第１導電部
２Ｂ ：第２導電部
２０１ ：主面
２０２ ：裏面
２０３ ：凹部
２０４ ：開口部
３ ：支持基板
３０１ ：支持面
３０２ ：底面
３０３ ：凹部
３０４ ：開口部
３１ ：絶縁層
３２ ：第１金属層
３２１ ：第１金属第１層
３２２ ：第１金属第２層
３３ ：第２金属層
３３１ ：第２金属第１層
３３２ ：第２金属第２層
３３Ａ ：第１部分
３３Ｂ ：第２部分
４１ ：第１端子
４２ ：第２端子
４３ ：第３端子
４４ ：第４端子
４５ ：制御端子
４５１ ：ホルダ
４５２ ：金属ピン
４５９ ：導電性接合材
４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ：第１制御端子
４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄ，４７Ｅ：第２制御端子
４８ ：制御端子支持体
４８Ａ ：第１支持部
４８Ｂ ：第２支持部
４８１ ：絶縁層
４８２ ：第１金属層
４８２Ａ ：第１部分
４８２Ｂ ：第２部分
４８２Ｃ ：第３部分
４８２Ｄ ：第４部分
４８２Ｅ ：第５部分
４８２Ｆ ：第６部分
４８３ ：第２金属層
４９ ：接合材
５ ：第１導通部材
５１ ：第１配線部
５１１ ：第１端部
５１２ ：第２端部
５１３ ：開口
５２ ：第２配線部
５２１ ：第３端部
５２２ ：第４端部
５２３ ：開口
５３ ：第３配線部
５３１ ：凹状領域
５３１ａ ：開口
５４ ：第４配線部
５４１ ：凸状領域
５５ ：第５配線部
５９ ：導電性接合材
６ ：第２導通部材
６１ ：主部
６１１ ：開口
６２ ：第１接続端部
６２１ ：開口
６３ ：第２接続端部
６９ ：導電性接合材
７１，７２，７３，７４：ワイヤ
７５，７６，７７，７８，７９：粘着部材
７０ ：粘着材料
８ ：封止樹脂
８１ ：樹脂主面
８２ ：樹脂裏面
８３１，８３２：樹脂側面
８３２ａ ：凹部
８３３，８３４：樹脂側面
８５ ：突出部
８５ａ ：突出端面
８５ｂ ：凹部
８５ｃ ：内壁面
８６ ：樹脂空隙部
８８ ：樹脂充填部
９０ ：ヒートシンク
９１ ：本体部
９２ ：金属層
９０１ ：主面
９０２ ：裏面
９０９ ：接合層
Ｂ１ ：半導体装置アッセンブリ
Ｂ２ ：車両
９３ ：駆動系統
９３１ ：インバータ
９３２ ：駆動源
９４ ：車載充電器
９５ ：蓄電池
【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】
【図30】
【図31】