特許 7579224 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】

(24)【登録日】2024-10-29

(45)【発行日】2024-11-07

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/48 20060101AFI20241030BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20241030BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20241030BHJP

【ＦＩ】

H01L23/48 S

H01L25/04 C

H01L23/48 G

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021148893

(22)【出願日】2021-09-13

(65)【公開番号】P2023041490

(43)【公開日】2023-03-24

【審査請求日】2023-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317011920

【氏名又は名称】東芝デバイス＆ストレージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(72)【発明者】

【氏名】川城 史義

【審査官】ゆずりは 広行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１９８３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７９５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５６２１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／４８

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と該第１面とは反対側にある第２面とを有し、前記第１面内に第１電極を有する半導体チップと、
前記第１電極に対向し該第１電極よりも外形の大きい第１対向面を有する第１金属部材であって、前記第１対向面から前記第１電極へ突出し前記第１電極と電気的に接続する第１突起部を有する第１金属部材と、
前記半導体チップおよび前記第１金属部材を被覆する絶縁部材と、
前記第１金属部材と前記半導体チップとの間に設けられた第１導電部材とを備え、
前記第１導電部材は、前記第１突起部に対向し前記第１突起部に接する第１面と、前記第１面から突出する第２突起部とを含み、
前記第２突起部の側面は、前記第１突起部の側面に接する、半導体装置。

【請求項2】

前記第１金属部材と前記絶縁部材との間に設けられた第１被膜をさらに備える請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第１金属部材と前記第１電極との間、並びに、前記第１導電部材と前記第１電極との間に設けられ、前記第１電極を被覆する第２導電部材をさらに備える請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第１電極と対向する前記第１突起部の対向面の面積は、前記第１電極の面積よりも小さい、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第１金属部材は、前記絶縁部材から外部へ突出している第１接続端子を含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第１接続端子は、前記第１導電部材よりも融点が低い第５導電部材により被覆されている請求項５に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第１金属部材は、前記第１突起部から前記第１接続端子まで同一材料で一体形成されている、請求項５または請求項６に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記半導体チップの前記第１面内に設けられ前記第１電極とは電気的に分離された制御電極と、
前記制御電極に接続されたボンディングワイヤとをさらに備えている、請求項１に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車載用のＤＣ－ＤＣ（Direct Current-Direct Current）コンバータ等に用いられるパワー半導体装置は、ＤＦＮ（Dual Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline Package）等のパッケージで構成されていることがある。これらのパワー半導体装置のパッケージにおいて、オン抵抗（Ｒｏｎ）を低減させるために、電極とリードフレームとの接続には、金属ワイヤに代わってコネクタまたはクリップと呼ばれる金属部材が用いられる。
しかし、半導体チップのサイズが変更された場合に、コネクタ等の金属部材のサイズも変更する必要がある。サイズの異なる複数種類の金属部材を使い分けることは、半導体製造工程における生産性の悪化の原因となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４２６０２６３号公報（米国特許第６７７４４６６号公報）

【文献】特開２００９－２０６３４３号公報

【文献】特開平１１－０２６６７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

様々なサイズの半導体チップの電極に接続可能な突起部を備える半導体装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本実施形態による半導体装置は、第１面と該第１面とは反対側にある第２面とを有し、第１面内に第１電極を有する半導体チップを備える。第１金属部材は、第１電極に対向し該第１電極よりも外形の大きい第１対向面を有し、第１対向面から第１電極へ突出し第１電極と電気的に接続する第１突起部を有する。絶縁部材は、半導体チップおよび第１金属部材を被覆する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1A】第１実施形態に係る半導体装置の構成例を示す断面図。

【図1B】第１実施形態に係る半導体装置の構成例を示す平面図。

【図2】第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。

【図3】図２に続く、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。

【図4】図３に続く、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。

【図5】図４に続く、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。

【図6】図５に続く、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。

【図7】図６に続く、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。

【図8】図７に続く、第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を示す断面図。

【図9】第２実施形態に係る半導体装置の構成例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0008】

（第１実施形態）
図１Ａは、半導体装置１００の構成例を示す断面図である。図１Ｂは、半導体装置１００の構成例を示す平面図である。尚、樹脂層９１の図示については省略している。図１Ａは、図１ＢにおけるＡ－Ａ線による半導体装置１００の断面を示す。半導体装置１００は、半導体チップ１０と、下部めっき層２０と、上部めっき層２２と、下部焼結材３０と、上部焼結材３２と、リードフレーム４０と、コネクタ５０と、ソルダレジスト６１、６２と、密着性向上膜８１と、外部めっき層８２と、樹脂層９１とを備えている。半導体装置１００は、例えば、車載用のＤＣ－ＤＣコンバータ等に用いられ、比較的大きな電流をスイッチングするパワー半導体装置でよい。尚、本明細書では、リードフレーム４０、半導体チップ１０およびコネクタ５０の積層方向をＺ方向とし、Ｚ方向に略直交する一方向をＸ方向とし、Ｘ方向およびＺ方向に略直交する方向をＹ方向とする。

【0009】

半導体チップ１０は、第１電極Ｅ１を有する第１面Ｆ１と、該第１面Ｆ１とは反対側であって、第２電極Ｅ２を有する第２面Ｆ２とを備える。第１電極Ｅ１は、上部めっき層２２によって被覆されている。第２電極Ｅ２は、下部めっき層２０によって被覆されている。半導体チップ１０は、半導体素子として、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２との間に大きな電流を流すことができる。半導体チップ１０は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）等のパワー半導体素子でよい。また、半導体チップ１０は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。半導体チップ１０の基板には、例えば、シリコン（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、または、窒化ガリウム（ＧａＮ）が用いられる。 尚、半導体装置１００がＩＧＢＴまたはＨＥＭＴ等のパワー半導体素子である場合、第１電極Ｅ１はエミッタ電極に対応し、第２電極はコレクタ電極に対応する。半導体装置１００がＭＯＳＦＥＴである場合、第１電極Ｅ１はソース電極に対応し、第２電極はドレイン電極に対応する。

【0010】

下部めっき層２０は、第２面Ｆ２の下に設けられ、第２電極Ｅ２を被覆し、第２電極Ｅ２に電気的に接続される。下部めっき層２０は、第４導電部材の例である。下部めっき層２０には、例えば、銅、ニッケル、銀、金、または、パラジウム（Ｐｄ）のいずれかが用いられる。下部めっき層２０が、例えば、銅で形成されている場合、下部めっき層２０の厚みは、例えば、約５μｍでよいが、ウェハ反り抑制のため、望ましくは上部めっき層２２と同程度の厚みがよい。

【0011】

下部焼結材３０は、下部めっき層２０の下に設けられている。下部焼結材３０は、第３導電部材の例である。下部焼結材３０には、例えば、銅、銀、鉛、スズ銅化合物、スズ銀化合物、または、スズニッケル化合物のいずれかが用いられる。下部焼結材３０は、供給当初においてペースト状またはシート状の材料であり、熱処理することによってリードフレーム４０と第２電極Ｅ２との間で焼結される。

【0012】

リードフレーム４０は、下部焼結材３０の下に設けられている。リードフレーム４０は、第２金属部材の例である。リードフレーム４０には、例えば、銅等の導電性材料が用いられる。このように、下部めっき層２０および下部焼結材３０が第２電極Ｅ２とリードフレーム４０との間に設けられ、第２電極Ｅ２とリードフレーム４０とを電気的に接続する。

【0013】

上部めっき層２２は、第１面Ｆ１上に設けられ、第１電極Ｅ１を被覆し、第１電極Ｅ１に電気的に接続される。上部めっき層２２は、第２導電部材の例である。上部めっき層２２には、例えば、銅、ニッケル、銀、金、または、パラジウムのいずれかを含むものが用いられる。上部めっき層２２が、例えば、銅で形成されている場合、上部めっき層２２の厚みは、例えば、約５μｍでよい。しかし、半導体チップ１０の基板の反りを抑制するために、上部めっき層２２の厚みは、望ましくは下部めっき層２０と同程度の厚み（例えば、約２０μｍ）でよい。上部めっき層２２と下部めっき層２０とは、半導体チップ１０の支持体としての機能も有する。このため、上部めっき層２２と下部めっき層２０とが同程度の厚みを持つことで、半導体装置１００がバランスを保った構成をとなる。第１電極Ｅ１は、第１面Ｆ１上においてソルダレジスト６１、６２によって囲まれており、ソルダレジスト６１、６２で囲まれた領域内が上部めっき層２２で被覆されている。従って、上部めっき層２２は、Ｘ－Ｙ平面において第１電極Ｅ１とほぼ同程度の面積Ｓ２を有する。

【0014】

上部焼結材３２は、上部めっき層２２上に設けられている。上部焼結材３２は、第１導電部材の例である。上部焼結材３２には、例えば、銅、銀、鉛、スズ銅化合物、スズ銀化合物、または、スズニッケル化合物のいずれかが用いられる。上部焼結材３２は、供給当初においてペースト状またはシート状の材料であり、熱処理することによってコネクタ５０と第１電極Ｅ１との間で焼結される。

【0015】

コネクタ５０は、上部焼結材３２上に設けられている。コネクタ５０は、第１金属部材の例である。コネクタ５０には、例えば、銅等の導電性材料が用いられる。このように、上部めっき層２２および上部焼結材３２は、コネクタ５０と第１電極Ｅ１との間に設けられ、第１電極Ｅ１とコネクタ５０とを電気的に接続する。

【0016】

樹脂層９１は、半導体チップ１０、コネクタ５０、下部めっき層２０、下部焼結材３０、上部めっき層２２、上部焼結材３２、および、リードフレーム４０を封止し、これらを樹脂層９１の外部から保護する。樹脂層９１は、絶縁部材の例である。樹脂層９１には、例えば、樹脂が用いられる。

【0017】

密着性向上膜８１は、コネクタ５０と樹脂層９１との間、および、リードフレーム４０と樹脂層９１との間に設けられる。密着性向上膜８１は、樹脂層９１とコネクタ５０（例えば、銅）との間の密着性能を向上させ、コネクタ５０と樹脂層９１との間の剥離を抑制する。密着性向上膜８１は、第１被膜の例である。コネクタ５０が、例えば、銅で構成されている場合、密着性向上膜８１は、例えば、アゾール系化合物であり、窒素、炭素、酸素、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、およびシリコンのうち２種類以上を成分として含む材料で構成される。密着性向上膜８１の膜厚は、例えば、１０ｎｍ～１００ｎｍである。

【0018】

外部めっき層８２は、第１外部端子５３、および、リードフレーム４０の底面を被覆する。外部めっき層８２は、第５導電部材の例である。例えば、スズ（Ｓｎ）が用いられる。外部めっき層８２は、半導体装置１００の基板等への実装を容易にする。なお、半導体装置１００の実装時の熱処理おいて、上部焼結材３２および下部焼結材３０を溶融することなく外部めっき層８２を溶融させるために、外部めっき層８２の融点は、上部焼結材３２および下部焼結材３０よりも低いことが好ましい。

【0019】

次に、コネクタ５０について、さらに詳細に説明する。
コネクタ５０は、平坦部５１と、突起部５２と、第１外部端子５３とを有する。平坦部５１、突起部５２、および、第１外部端子５３は、いずれも同一材料で構成されており、一体形成されている。コネクタ５０には、例えば、銅等の導電性材料が用いられる。

【0020】

平坦部５１は、Ｘ－Ｙ面に広がる平坦な部材であり、Ｘ－Ｙ面において、第１電極Ｅ１よりも大きな外形を有する。平坦部５１は、第１電極Ｅ１に対向する第１対向面Ｆ５１を有し、第１対向面Ｆ５１の面積は、該第１電極Ｅ１の表面の面積よりも大きい。Ｘ－Ｙ面において第１対向面Ｆ５１は面積Ｓ３を有し、第１電極Ｅ１の表面は面積Ｓ２を有するものとする。

【0021】

突起部５２は、平坦部５１の第１対向面Ｆ５１から第１電極Ｅ１に向かって突出しており、第１電極Ｅ１と電気的に接続する。突起部５２は、第１電極Ｅ１に対向する第２対向面Ｆ５２を有する。第２対向面Ｆ５２は、Ｘ－Ｙ面において面積Ｓ１を有するものとする。突起部５２は、第２対向面Ｆ５２において上部めっき層２２と直接接触していてもよい。あるいは、突起部５２と上部めっき層２２との間には上部焼結材３２が介在していてもよい。

【0022】

第１外部端子５３は、平坦部５１と一体であり、平坦部５１に連続して樹脂層９１の外部へ突出している。第１外部端子５３は、平坦部５１から－Ｚ方向へ屈曲して、平坦部５１の高さからリードフレーム４０の高さまで延伸する。

【0023】

平坦部５１、突起部５２および第１外部端子５３は、シームレスに連続して一体形成され、それらの間に接合部を有しない。これにより、半導体装置１００の実装時に、第１外部端子５３に応力が印加されても、第１外部端子５３が平坦部５１から切断されない。また、第１外部端子５３の周囲には、樹脂層９１が設けられていない。この場合、第１外部端子５３が自由に撓むことができるので、第１外部端子５３が応力を吸収しやすくなる。

【0024】

次に、突起部５２の第２対向面Ｆ５２の面積Ｓ１、第１電極Ｅ１の表面の面積Ｓ２および第１対向面Ｆ５１の面積Ｓ３について説明する。突起部５２の第２対向面Ｆ５２は、第１電極Ｅ１または上部めっき層２２に接続するために設けられている。従って、突起部５２の第２対向面Ｆ５２は、Ｚ方向から見た平面視において、第１電極Ｅ１の範囲内にあり、面積Ｓ１は、面積Ｓ２以下である。

【0025】

また、第１対向面Ｆ５１は、放熱性を向上させるために、半導体チップ１０よりも大きいことが好ましい。従って、第１対向面Ｆ５１の面積Ｓ３は、第１電極Ｅ１の表面の面積Ｓ２よりも大きい。即ち、面積Ｓ１～Ｓ３は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の順番で大きくなっている（Ｓ１≦Ｓ２＜Ｓ３）。

【0026】

ここで、突起部５２の第２対向面Ｆ５２の面積Ｓ１が第１電極Ｅ１の面積Ｓ２より小さいと、コネクタ５０と第１電極Ｅ１との間の接触抵抗が高くなることが懸念される。しかし、本実施形態では、突起部５２以外の平坦部５１と第１電極Ｅ１（または上部めっき層２２）との間には、導電性の上部焼結材３２が設けられている。これにより、第１電極Ｅ１とコネクタ５０とは低抵抗で電気的に接続され得る。

【0027】

また、第１電極Ｅ１の面積Ｓ２は、突起部５２の第２対向面Ｆ５２の面積Ｓ１以上である限りにおいて任意でよい。パワー半導体装置では、第１電極Ｅ１の面積Ｓ２は半導体チップ１０自体の大きさに依存する。従って、半導体チップ１０の大きさは、第１電極Ｅ１の面積Ｓ２が突起部５２の第２対向面Ｆ５２の面積Ｓ１以上である限りにおいて任意である。即ち、コネクタ５０は、面積Ｓ１以上の第１電極Ｅ１を有する様々な半導体チップに対して適用することができる。これにより、コネクタ５０の汎用性を高め、半導体チップ１０のサイズが変更された場合においても、同一のコネクタ５０を採用することを可能にする。これは、半導体装置１００の製造効率向上させ、コスト削減につながる。

【0028】

次に、半導体装置１００の平面形状について説明する。
図１Ｂに示すように、第１面Ｆ１の上方（Ｚ方向）から見た平面視において、半導体チップ１０は、第１電極Ｅ１から電気的に分離されたゲート電極１１０をさらに備えている。ゲート電極１１０は、制御電極の例である。ゲート電極１１０に第２外部端子１２０を接続するために、コネクタ５０の平坦部５１は、Ｚ方向から見た平面視において、略矩形の一角を切り欠いた形状を有する。必要に応じて、コネクタ５０の突起部５２も、平面視において、略矩形の一角を切り欠いた形状を有してもよい。これにより、コネクタ５０に隣接して、第２外部端子１２０をゲート電極１１０上に配置することができる。第２外部端子１２０は、コネクタ５０と電気的に分離されている。第２外部端子１２０は、例えば、金（Ａｕ）、銅、または、アルミニウム（Ａｌ）等の導電性材料を用いた金属端子でもよく、あるいは、同様の導電性材料を用いたボンディングワイヤでもよい。

【0029】

本実施形態によれば、コネクタ５０の平坦部５１が第２対向面Ｆ５２に突起部５２を有する。突起部５２の第２対向面Ｆ５２の面積Ｓ１は、平坦部５１の第１対向面Ｆ５１の面積Ｓ３よりも小さく、様々なサイズの半導体チップ１０の第１電極Ｅ１に接続可能となっている。これにより、コネクタ５０の汎用性が高く、様々なサイズの半導体チップ１０に対して同一のコネクタ５０を採用することができる。これは、半導体装置１００の製造効率向上させ、コスト削減につながる。

【0030】

また、突起部５２の第２対向面Ｆ５２の面積Ｓ１が第１電極Ｅ１の面積Ｓ２よりも小さいが、突起部５２以外の平坦部５１と第１電極Ｅ１との間には、上部焼結材３２が設けられている。これにより、第１電極Ｅ１とコネクタ５０とは比較的低抵抗で電気的に接続され得る。上部焼結材３２は、突起部５２以外の第１対向面Ｆ５１と第１電極Ｅ１の表面との間を補充し、突起部５２の第２対向面Ｆ５２の面積Ｓ１と第１電極Ｅ１の面積Ｓ２との差に起因する接触抵抗の上昇を抑制することができる。

【0031】

また、第１対向面Ｆ５１の面積Ｓ３は、第１電極Ｅ１の表面の面積Ｓ２よりも大きい。これにより、第１対向面Ｆ５１の放熱性を向上させることができる。

【0032】

上部めっき層２２、下部めっき層２０、上部焼結材３２、下部焼結材３０、リードフレーム４０、および、コネクタ５０が銅で構成されている場合、密着性向上膜８１が銅と樹脂層９１との間の密着性を向上させる。このため、これらの構成と樹脂層９１との剥離等が抑制され、半導体装置１００の信頼性が向上する。

【0033】

また、コネクタ５０の平坦部５１の面積Ｓ３は、第１電極Ｅ１の面積２よりも大きく、さらには、半導体チップ１０の第１面Ｆ１の面積よりも大きい。これにより、半導体装置１００のうちコネクタ５０の材料（例えば、銅）の比率が大きくなり、物性（線膨張係数、比熱、電気伝導率等）が、例えば、銅の物性に近づく。半導体装置１００を実装する実装基板が、コネクタ５０と同じ材料（例えば、銅）からなる配線を有する場合、実装基板は多層の配線（例えば、銅配線）からなり、銅の物性に近い。したがって、半導体装置１００と実装基板との物性的な親和性が向上し、半導体装置１００の長期実装の信頼性が向上する。

【0034】

また、リードフレーム４０の上面とコネクタ５０の対向面Ｆ５０との間の距離は、例えば、６０μｍ以上である。これにより、約６００Ｖの印加電圧に対して、耐圧を保証することができる。

【0035】

次に、半導体装置１００の製造方法について説明する。

【0036】

図２～図８は、第１実施形態に係る半導体装置１００の製造方法の一例を示す断面図である。まず、図２に示すように、第１電極（第１面Ｆ１）Ｅ１と第２電極（第２面Ｆ２）Ｅ２とを有する半導体チップ１０を準備する。半導体チップ１０は、例えば、シリコン、炭化ケイ素、または、窒化ガリウムを含む半導体基板と、半導体基板上に形成された半導体素子とを含む。第１電極Ｅ１上には、上部めっき層２２が形成されている。第２電極Ｅ２には、下部めっき層２０が形成されている。

【0037】

次に、図３に示すように、半導体チップ１０の下部めっき層２０の下に、下部焼結材３０を形成する。下部焼結材３０は、ペースト状の銅を下部めっき層２０に塗布して形成してもよく、シート状の銅を下部めっき層２０に貼付して形成してもよい。

【0038】

なお、下部焼結材３０は、リードフレーム４０上に塗布または貼付してもよい。リードフレーム４０上に下部焼結材３０を塗布または貼付し、半導体チップ１０の下部めっき層２０を下部焼結材３０に接着してもよい。尚、リードフレーム４０には、予め表面全体に密着性向上膜８１を形成しておいてもよい。これにより、製造工程が短縮され得る。密着性向上膜８１は、例えば、アゾール系化合物である。

【0039】

次に、図４に示すように、下部焼結材３０を介して半導体チップ１０をリードフレーム４０上に接着する。半導体チップ１０とリードフレーム４０との接着は、不活性雰囲気において、加圧および加熱して行ってもよく、加圧は省略し加熱して行ってもよい。加熱温度は、例えば、２００℃～３５０℃でよい。これにより、下部焼結材３０は焼結されて硬化し、リードフレーム４０上に半導体チップ１０を固定する。

【0040】

次に、図４に示すように、ペースト状の上部焼結材３２を上部めっき層２２に塗布する。あるいは、シート状の上部焼結材３２を上部めっき層２２に貼付する。

【0041】

次に、図５に示すように、上部焼結材３２上に、コネクタ５０を接着させる。この場合、突起部５２は、第２対向面Ｆ５２が上部めっき層２２に対向するように接着される。これにより、コネクタ５０と第１電極Ｅ１とが電気的に接続される。コネクタ５０と上部焼結材３２の接着は、不活性雰囲気において、加圧および加熱して行ってもよく、加圧を省略し加熱して行ってもよい。加熱する温度は、例えば、２００℃～３５０℃である。これにより、上部焼結材３２は、溶融して、突起部５２以外の第１対向面Ｆ５１と上部めっき層２２表面との間を充填する。これにより、コネクタ５０と第１電極Ｅ１とがさらに十分に電気的に接続される。なお、コネクタ５０には、予め表面全体に密着性向上膜８１を形成しておいてもよい。これにより、製造工程が短縮され得る。

【0042】

次に、図６に示すように、リードフレーム４０、コネクタ５０、上部焼結材３２、下部焼結材３０、上部めっき層２２、および、下部めっき層２０の露出面に密着性向上膜８１を形成する。本実施形態では、リードフレーム４０、コネクタ５０、上部焼結材３２、下部焼結材３０、上部めっき層２２、および、下部めっき層２０は、例えば、いずれも銅で形成されている。このため、それぞれの露出面に選択的に密着性向上膜８１を形成することができる。なお、密着性向上膜８１は、例えば、アゾール系化合物でよい。

【0043】

次に、図７に示すように、半導体チップ１０、コネクタ５０、下部めっき層２０、下部焼結材３０、上部めっき層２２、上部焼結材３２、および、リードフレーム４０を被覆するように樹脂層９１を形成する。このとき、リードフレーム４０、コネクタ５０、上部焼結材３２、下部焼結材３０、上部めっき層２２、および、下部めっき層２０の表面は密着性向上膜８１で被覆されている。このため、樹脂層９１はこれらの各構成に十分に密着することができる。

【0044】

次に、図８に示すように、第１外部端子５３、および、リードフレーム４０の表面を被覆している密着性向上膜８１をリン酸溶液等で除去する。なお、リードフレーム４０に関しては、樹脂層９１に被覆されていない裏面部分の密着性向上膜８１を除去する。

【0045】

次に、図１Ａに示すように、密着性向上膜８１を除去することによって露出された第１外部端子５３、および、リードフレーム４０の表面を外部めっき層８２で被覆する。なお、外部めっき層８２、例えば、スズである。スズの融点は、銅およびアゾール系化合物よりも低い。このため、外部めっき層８２を加熱形成した場合でも、密着性向上膜８１、上部焼結材３２、および、下部焼結材３０は溶解しない。従って、樹脂層９１内の構成は、維持され得る。

【0046】

上記の工程により、図１Ａに示す半導体装置１００が得られる。

【0047】

以上のように、第１実施形態によれば、コネクタ５０は突起部５２を有する。これにより、半導体チップ１０の面積が変化した場合でも共通のコネクタ５０を用いて電気的な接続が可能となり、半導体装置１００の製造効率を向上させることができる。なお、コネクタ５０、リードフレーム４０、下部めっき層２０、下部焼結材３０、上部めっき層２２、および、上部焼結材３２が、例えば、銅で形成されている場合、密着性向上膜８１により被覆される。これにより、樹脂層９１との密着性が向上し、コネクタ５０やリードフレーム４０等の樹脂層９１内の構成と樹脂層９１との間の剥離が抑制され得る。その結果、半導体装置１００の信頼性が向上する。また、第１外部端子５３は樹脂層９１の外部に突出しており、所謂、ガルウイング形状を有する。このため、第１外部端子５３は、基板実装による応力を吸収することでき、コネクタ５０と樹脂層９１との間の剥離が抑制され得る。その結果、さらに半導体装置１００の信頼性が向上する。また、コネクタ５０の平坦部５１の面積Ｓ３を半導体チップ１０の面積Ｓ２よりも大きくすることによって、半導体装置１００内におけるコネクタ５０の材料の比率が多くなる。これにより、コネクタ５０と実装基板の配線とが同じ材料（例えば、銅）で構成されている場合に、半導体装置１００と実装基板との物性的な親和性を向上させることができる。これにより、半導体装置１００の長期実装の信頼性が向上する。

【0048】

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る半導体装置１００の構成例を示す断面図である。第２実施形態では、第１外部端子５３が、平坦部５１からＺ方向に対して傾斜方向に屈曲しており、平坦部５１の高さからリードフレーム４０の高さまで延伸する。第１外部端子５３の傾斜部分は、樹脂層９１で被覆されており、コンタクト部分を含む一部分のみが樹脂層９１から露出されている。樹脂層９１で被覆された第１外部端子５３と樹脂層９１との間には、密着性向上膜８１が設けられている。樹脂層９１から露出された第１外部端子５３の一部分は、外部めっき層８２で被覆されている。

【0049】

下部めっき層２１および上部めっき層２３には、例えば、銅、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金、または、パラジウム（Ｐｄ）のいずれかが用いられればよい。下部焼結材３１および上部焼結材３３には、融点が３００℃以上の材料が用いられる。下部焼結材３１および上部焼結材３３には、例えば、銀、鉛（Ｐｂ）、スズ銅化合物（ＣｕＳｎ）、スズ銀化合物（ＡｇＳｎ）、または、スズニッケル（ＳｎＮｉ）化合物が用いられる。

【0050】

第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様で良い。したがって、第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第２実施形態の製造方法は、第１実施形態の製造方法と同様である。

【0051】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0052】

１００ 半導体装置、１０ 半導体チップ、２０ 下部めっき層、２２ 上部めっき層、３０ 下部焼結材、３２ 上部焼結材、４０ リードフレーム、５０ コネクタ、５１ 平坦部、５２ 突起部、５３ 第１外部端子、６１ ソルダレジスト、８１ 密着性向上膜、８１ａ 側面、９１ 樹脂層、１１０ ゲート電極、１２０ 第２外部端子、Ｆ５１ 第１対向面、Ｆ５２ 第２対向面、Ｓ１～Ｓ３ 面積

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】