特許 7604083 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】2024-12-13

(45)【発行日】2024-12-23

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/28 20060101AFI20241216BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20241216BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20241216BHJP

   H01L 23/48 20060101ALI20241216BHJP

【ＦＩ】

H01L23/28 A

H01L25/04 C

H01L23/48 G

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023542072

(86)(22)【出願日】2021-08-18

(86)【国際出願番号】 JP2021030097

(87)【国際公開番号】W WO2023021589

(87)【国際公開日】2023-02-23

【審査請求日】2023-07-11

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 省二

(72)【発明者】

【氏名】猪ノ口 誠一郎

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 太志

(72)【発明者】

【氏名】山内 宏哉

【審査官】正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０６４８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０５７４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６２６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１７８２９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２２０２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３８９０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２１９４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５１２９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／２８

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２３／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子と、
前記半導体素子の上面と離間された延設部分を有し、前記半導体素子と接合された板状部材であるリード電極端子と、
前記リード電極端子を封止する第１封止部材と、
前記延設部分の延設方向の端部と前記半導体素子との間に設けられ、前記端部下の前記第１封止部材と界面を有する介在部材と
を備え、
前記界面は、前記延設部分の前記端部の外側から内側に跨って設けられている、半導体装置。

【請求項2】

請求項１に記載の半導体装置であって、
前記介在部材は、前記半導体素子を封止する第２封止部材を含む、半導体装置。

【請求項3】

請求項２に記載の半導体装置であって、
前記第１封止部材の物性値と前記第２封止部材の物性値とが互いに異なる、半導体装置。

【請求項4】

請求項２または請求項３に記載の半導体装置であって、
前記第２封止部材の材料はシリコーンゲルを含む、半導体装置。

【請求項5】

請求項２または請求項３に記載の半導体装置であって、
前記第２封止部材はモールド成形樹脂を含む、半導体装置。

【請求項6】

請求項１に記載の半導体装置であって、
前記介在部材は、応力緩衝用フレームを含み、
前記第１封止部材は、前記半導体素子及び前記応力緩衝用フレームをさらに封止する、半導体装置。

【請求項7】

請求項１に記載の半導体装置であって、
前記介在部材は、前記半導体素子の前記上面に設けられた緩衝層を含み、
前記第１封止部材は、前記半導体素子及び前記緩衝層をさらに封止する、半導体装置。

【請求項8】

請求項１に記載の半導体装置であって、
前記介在部材は、前記半導体素子と前記リード電極端子とを接合する接合部材を含み、
前記第１封止部材は、前記半導体素子及び前記接合部材をさらに封止する、半導体装置。

【請求項9】

半導体素子と、
前記半導体素子の上面と離間された延設部分を有し、前記半導体素子と接合されたリード電極端子と、
前記半導体素子及び前記リード電極端子を封止する封止部材と
を備え、
前記半導体素子と前記延設部分との間の距離が、前記延設部分の厚さ以上であり、
前記半導体素子のうち前記延設部分の延設方向の端部直下の領域は、非通電領域である、半導体装置。

【請求項10】

請求項１から請求項９のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記延設部分の延設方向の端部の上面側に突起が設けられた、半導体装置。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記延設部分の延設方向は、前記半導体素子の前記上面に対して傾斜している、半導体装置。

【請求項12】

請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子のうち前記延設部分の延設方向の端部直下の領域は、非通電領域である、半導体装置。

【請求項13】

請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子の材料は、ワイドバンドギャップ半導体を含む、半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ケース型の半導体装置の構造としては、半導体素子と、当該半導体素子と電気的に接続されたリード電極端子とを封止樹脂で封止する構造が一般的である。このような半導体装置において、半導体素子の動作及び非動作の繰り返しによって冷熱サイクルが生じると、リード電極端子及び封止樹脂の線膨張係数の差によって、応力が封止樹脂に生じる。この応力によって、リード電極端子の端部から進展して半導体素子に到達するクラックが封止樹脂に生じることがある。

【0003】

このような応力を低減するために、リード電極端子の線膨張係数に近い線膨張係数を有する材料を封止樹脂に用いる技術、及び、リード電極端子の形状を工夫する技術などが提案されている。例えば特許文献１には、リード電極端子の膨張収縮に伴う封止樹脂の応力を低減するために、特殊な形状を有するリード電極端子を用いる技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－０８２０４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、冷熱サイクルの温度差が大きい場合などには、半導体素子に到達するクラックが依然として発生し、半導体装置の信頼性が低下するという問題があった。

【0006】

そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、半導体素子に到達するクラックを抑制可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子の上面と離間された延設部分を有し、前記半導体素子と接合された板状部材であるリード電極端子と、前記リード電極端子を封止する第１封止部材と、前記延設部分の延設方向の端部と前記半導体素子との間に設けられ、前記端部下の前記第１封止部材と界面を有する介在部材とを備え、前記界面は、前記延設部分の前記端部の外側から内側に跨って設けられている。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、リード電極端子の延設方向の端部と半導体素子との間に設けられ、端部下の第１封止部材と界面を有する介在部材を備える。このような構成によれば、半導体素子に到達するクラックを抑制することができる。

【0009】

本開示の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。

【図2】関連半導体装置の構成を示す断面図である。

【図3】関連半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図4】実施の形態１に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図5】実施の形態２に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図6】実施の形態３に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図7】実施の形態３に係る半導体装置の一部の構成を示す上面図である。

【図8】実施の形態４に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図9】実施の形態５に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図10】実施の形態６に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図11】実施の形態７に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図12】実施の形態８に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【図13】実施の形態９に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の各実施の形態で説明される特徴は例示であり、すべての特徴は必ずしも必須ではない。また、以下に示される説明では、複数の実施の形態において同様の構成要素には同じまたは類似する符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「表」または「裏」などの特定の位置及び方向は、実際の実施時の位置及び方向とは必ず一致しなくてもよい。

【0012】

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。図１の半導体装置は、電気自動車または電車などのモーターを制御するインバータまたはコンバータであってもよいし、これら以外の機器であってもよい。

【0013】

図１の半導体装置は、絶縁基板１と、フィン２と、半導体素子３と、リード電極端子４と、信号端子５と、ケース６と、第１封止部材である封止樹脂７と、第２封止部材である封止樹脂８ａとを備える。

【0014】

絶縁基板１の下面には導電パターン１ａが設けられ、絶縁基板１の上面には導電パターン１ｂが設けられている。フィン２は、はんだ及びろう材などの接合部材１１ａによって導電パターン１ａと接合されている。

【0015】

半導体素子３は、はんだ及びろう材などの接合部材１１ｂによって導電パターン１ｂと接合されている。半導体素子３は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）及びＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体スイッチング素子、または、ＰＮＤ（PN junction Diode）及びＳＢＤ（Schottky Barrier Diode）などのダイオードを含む。本実施の形態１では、半導体素子３の材料は、一般的な珪素（Ｓｉ）であるが、後述するようにこれに限ったものではない。また本実施の形態１では、半導体素子３の数は２つであるが、１つ以上であればよい。

【0016】

リード電極端子４は、例えば銅などの金属材料からなる板状部材であり、半導体素子３と接合されている。リード電極端子４は、半導体素子３の上面に沿って延設する延設部分を有しており、当該延設部分は半導体素子３の上面と離間されている。なお本実施の形態１では、リード電極端子４の延設部分が半導体素子３と接合されているが、これに限ったものではなく、例えばリード電極端子４が下側に突出する突出部分を有する場合などには、当該突出部分が半導体素子３と接合されてもよい。また本実施の形態１では、リード電極端子４は、はんだ及びろう材などの接合部材１１ｃによって半導体素子３と接合されているが、例えば半導体素子３と直接接合されてもよい。

【0017】

信号端子５は、ワイヤ１２によって半導体素子３と電気的に接続されている。

【0018】

ケース６は、例えば樹脂などからなるインサートケースであり、フィン２上に設けられて半導体素子３の周囲などを囲む。ケース６は、リード電極端子４の延設部分の延設方向の端部４ａと、リード電極端子４の端部である電極端子４ｂとを露出した状態で、リード電極端子４を固定している。同様に、ケース６は、信号端子５のワイヤ１２と接続された端部と、それとは別の端部とを露出した状態で、信号端子５を固定している。

【0019】

封止樹脂７は、ケース６に囲まれた空間の上部に設けられ、リード電極端子４を封止する。封止樹脂８ａは、ケース６に囲まれた空間の下部に設けられ、半導体素子３を封止する。なお図１の例では、封止樹脂８ａは、絶縁基板１なども封止する。封止樹脂７及び封止樹脂８ａのそれぞれは、例えばエポキシ樹脂などから構成される。

【0020】

ここで、封止樹脂８ａの少なくとも一部は、リード電極端子４の端部４ａと半導体素子３との間に設けられ、端部４ａ下の封止樹脂７と界面を有する介在部材として機能する。このような界面は、例えば、封止樹脂７と封止樹脂８ａとが同じ樹脂で同じ製造条件で別々に形成されることによって形成される。なお、封止樹脂８ａを一度形成した後に、封止樹脂７を形成した場合には、封止樹脂８ａの線膨張係数は、封止樹脂７の線膨張係数よりも大きくなるが、封止樹脂７の線膨張係数と封止樹脂８ａの線膨張係数とは同じであってもよい。

【0021】

図２は、本実施の形態１に係る半導体装置と関連する半導体装置（以下、「関連半導体装置」と記す）の構成を示す断面図である。関連半導体装置は、封止樹脂７及び封止樹脂８ａの代わりに、端部４ａ下に界面を有さない封止樹脂１６を備えている。

【0022】

この関連半導体装置において、半導体素子３の動作及び非動作の繰り返しによって冷熱サイクルが生じると、リード電極端子４及び封止樹脂１６の線膨張係数の差によって、図３に示すように、端部４ａと封止樹脂１６との間に剥離１７が生じる。さらに半導体素子３の動作及び非動作の繰り返しによってさらに冷熱サイクルが生じると、端部４ａに接する封止樹脂１６に応力が集中して、端部４ａから半導体素子３に達するクラック１８が封止樹脂１６に発生することがある。この場合、半導体装置の信頼性が低下するという問題が生じる。

【0023】

このような問題を解決するための技術が様々に提案されている。しかしながら、近年、半導体装置の最大使用温度を高める要求によって、半導体装置の動作温度または半導体装置の周囲温度の変化が大きくなり、冷熱サイクルの温度差が大きくなり、樹脂に発生する応力が大きくなっている。このため、従来の技術を用いても、クラック１８の発生及びクラック１８の進展速度の増加などが生じるという問題があった。

【0024】

＜実施の形態１のまとめ＞
本実施の形態１では、封止樹脂８ａが、リード電極端子４の端部４ａと半導体素子３との間に設けられ、端部４ａ下の封止樹脂７と界面を有する介在部材として機能する。これにより、図４に示すように、リード電極端子４の端部４ａから鉛直方向の半導体素子３に進展するクラック１８が封止樹脂７に発生しても、封止樹脂７と封止樹脂８ａとの間の界面によってクラック１８の進展方向が界面方向（つまり水平方向）に変化する。このため、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができるため、冷熱サイクル耐量などの半導体装置の信頼性を高めることができる。

【0025】

＜実施の形態１の変形例１＞
実施の形態１において、封止樹脂７の物性値と封止樹脂８ａの物性値とは互いに異なってもよい。なお、物性値は、例えば線膨張係数、及び、機械的強度などである。

【0026】

物性値が線膨張係数である場合、封止樹脂７の線膨張係数とリード電極端子４の線膨張係数との差は、封止樹脂８ａの線膨張係数とリード電極端子４の線膨張係数との差よりも小さくてもよい。つまり、封止樹脂７の線膨張係数が、リード電極端子４の線膨張係数に近くてもよい。このような構成によれば、リード電極端子４の端部４ａと隣接する封止樹脂７でのクラック１８の発生を抑制することができる。

【0027】

また、封止樹脂８ａの線膨張係数と絶縁基板１の線膨張係数との差は、封止樹脂７の線膨張係数と絶縁基板１の線膨張係数との差よりも小さくてもよい。つまり封止樹脂８ａの線膨張係数が、絶縁基板１の線膨張係数に近くてもよい。このような構成によれば、半導体装置が経時的な冷熱サイクルによって反る変形、及び、絶縁基板１と隣接する封止樹脂８ａでのクラック１８の発生を抑制することができる。

【0028】

物性値が機械的強度である場合、封止樹脂８ａの機械的強度は、封止樹脂７の機械的強度よりも大きくてもよい。このような構成によれば、半導体素子３に到達するクラック１８が封止樹脂８ａに発生することを抑制することができる。

【0029】

＜実施の形態１の変形例２＞
実施の形態１における封止樹脂８ａの材料はシリコーンゲルであってもよい。このような構成によれば、リード電極端子４の端部４ａから進展するクラック１８が封止樹脂７に発生しても、シリコーンゲルにより半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができる。このため、冷熱サイクル耐量などの半導体装置の信頼性を高めることができる。

【0030】

＜実施の形態２＞
図５は、本実施の形態２に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態２では、実施の形態１で説明した封止樹脂８ａが、モールド成形によって形成されたモールド成形樹脂８ｂとなっている。なお、図５には、モールド成形によって形成された痕跡として、モールド成形樹脂８ｂが、絶縁基板１を封止せずに、半導体素子３及び接合部材１１ｂの外周に沿って設けられていることが示されている。モールド成形樹脂８ｂのようにモールド成形によって形成された樹脂は、一般的に高硬度樹脂となる。

【0031】

＜実施の形態２のまとめ＞
本実施の形態２では、封止樹脂８ａがモールド成形樹脂８ｂである。このような構成によれば、実施の形態１と同様に、封止樹脂７とモールド成形樹脂８ｂとの間の界面によってクラック１８の進展方向が界面方向に変化するため、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができる。

【0032】

また、モールド成形樹脂８ｂは高硬度樹脂であるため、半導体素子３に到達するクラック１８をさらに抑制することができる。また、モールド成形樹脂８ｂは絶縁基板１を封止しないため、絶縁基板１の熱膨張によってモールド成形樹脂８ｂにクラック１８が発生することを抑制することができる。

【0033】

なお、本実施の形態２の構成と、これまでに説明した実施の形態１及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0034】

＜実施の形態３＞
図６は、本実施の形態３に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態３の構成は、実施の形態１において、封止樹脂８ａを、応力緩衝用フレーム８ｃに代えた構成と同様である。

【0035】

応力緩衝用フレーム８ｃは、リード電極端子４及び半導体素子３と離間して設けられた樹脂などからなる板状部材である。本実施の形態３では、応力緩衝用フレーム８ｃが、リード電極端子４の端部４ａと半導体素子３との間に設けられ、端部４ａ下の封止樹脂７と界面を有する介在部材として機能する。封止樹脂７は、リード電極端子４だけでなく、半導体素子３及び応力緩衝用フレーム８ｃを封止している。

【0036】

図７は、リード電極端子４及び応力緩衝用フレーム８ｃを示す上面図である。応力緩衝用フレーム８ｃには、図７の穴８ｃ１を有する格子構造などのように、製造時に液化された封止樹脂７が通過しやすい構造が設けられることが好ましい。このような構成によれば、製造時に液化された封止樹脂７が、図６の応力緩衝用フレーム８ｃの上側からその下側に到達し易くなり、封止樹脂７と他の構成要素との間の隙間を低減することができる。また、応力緩衝用フレーム８ｃの線部分８ｃ２の平面視での外郭線の内側に、リード電極端子４の端部４ａが位置することが好ましい。このような構成によれば、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができる。

【0037】

＜実施の形態３のまとめ＞
本実施の形態３では、モールド成形樹脂８ｂが、実施の形態１で説明した封止樹脂８ａと同様に介在部材として機能する。このような構成によれば、実施の形態１と同様に、封止樹脂７と応力緩衝用フレーム８ｃとの間の界面によってクラック１８の進展方向が界面方向に変化するため、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができる。

【0038】

なお、応力緩衝用フレーム８ｃはケース６と一体化されてもよい。このような構成によれば、半導体装置が経時的な冷熱サイクルによって反る変形を抑制することができる。そのような構成においては、応力緩衝用フレーム８ｃに、封止樹脂７の線膨張係数と近い樹脂を用いることが好ましい。

【0039】

なお、本実施の形態３の構成と、これまでに説明した実施の形態１，２及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0040】

＜実施の形態４＞
図８は、本実施の形態４に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態４に係る半導体装置は、実施の形態１で説明した封止樹脂８ａなどの介在部材を備えない。一方、本実施の形態４では、半導体素子３とリード電極端子４の延設部分との間の距離Ｗａが、延設部分の厚さＷｂ以上となっており、封止樹脂７が、半導体素子３及びリード電極端子４などを封止している。

【0041】

＜実施の形態４のまとめ＞
本実施の形態４では、半導体素子３とリード電極端子４の延設部分との間の距離Ｗａが比較的大きいため、リード電極端子４の端部４ａから進展するクラック１８が半導体素子３に到達するまでの時間を長くすることができる。これにより、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができるため、冷熱サイクル耐量などの半導体装置の信頼性を高めることができる。

【0042】

なお、本実施の形態４の構成と、これまでに説明した実施の形態１～３及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0043】

＜実施の形態５＞
図９は、本実施の形態５に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態５の構成は、実施の形態１においてリード電極端子４の延設方向の端部４ａの上面側に、突起４ｃが設けられた構成と同様である。このようなリード電極端子４は、例えば、半導体素子３側にダレ面を有し、半導体素子３と逆側にカエリ面を有するように、リード電極端子４形成時の打ち抜きを設定することで形成することができる。

【0044】

＜実施の形態５のまとめ＞
本実施の形態５では、冷熱サイクルによってクラック１８が形成される場合に、突起４ｃによって半導体素子３と逆側にクラック１８の進展を促進させることができる。これにより、半導体素子３に到達するクラック１８の発生を抑制することができるため、冷熱サイクル耐量などの半導体装置の信頼性を高めることができる。

【0045】

なお、本実施の形態５の構成と、これまでに説明した実施の形態１～４及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0046】

＜実施の形態６＞
図１０は、本実施の形態６に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態６の構成は、実施の形態１においてリード電極端子４の延設部分の延設方向が、半導体素子３の上面に対して傾斜した構成と同様である。つまり、リード電極端子４の延設部分の延設方向と、半導体素子３の面内方向との間の角度が０度よりも大きくなっている。

【0047】

＜実施の形態６のまとめ＞
本実施の形態６では、リード電極端子４の延設部分の延設方向が、半導体素子３の上面に対して傾斜しているため、半導体素子３と端部４ａとの間の距離が大きくなっている。例えば、リード電極端子４が５°傾くと、半導体素子３と端部４ａとの間の距離が８．７％増加する。この結果、リード電極端子４の端部４ａから進展するクラック１８が半導体素子３に到達するまでの時間を長くすることができる。これにより、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができるため、冷熱サイクル耐量などの半導体装置の信頼性を高めることができる。

【0048】

なお、本実施の形態６の構成と、これまでに説明した実施の形態１～５及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0049】

＜実施の形態７＞
図１１は、本実施の形態７に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態７の構成は、実施の形態１において、封止樹脂８ａを、緩衝層８ｄに代えた構成と同様である。

【0050】

緩衝層８ｄは、半導体素子３の上面に設けられている。本実施の形態７では、緩衝層８ｄが、リード電極端子４の端部４ａと半導体素子３との間に設けられ、端部４ａ下の封止樹脂７と界面を有する介在部材として機能する。封止樹脂７は、リード電極端子４だけでなく、半導体素子３及び緩衝層８ｄを封止している。

【0051】

＜実施の形態７のまとめ＞
本実施の形態７では、緩衝層８ｄが、実施の形態１で説明した封止樹脂８ａと同様に介在部材として機能する。このような構成によれば、実施の形態１と同様に、封止樹脂７と緩衝層８ｄとの間の界面によってクラック１８の進展方向が界面方向に変化するため、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができる。

【0052】

なお、緩衝層８ｄには、例えばポリイミド材料など、封止樹脂７よりも硬度（例えばビッカース硬度）が低い材料から構成されることが好ましい。このような構成によれば、緩衝層８ｄは封止樹脂７からの応力を吸収することができるので、冷熱サイクル耐量などの半導体装置の信頼性を高めることができる。

【0053】

なお、本実施の形態７の構成と、これまでに説明した実施の形態１～６及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0054】

＜実施の形態８＞
図１２は、本実施の形態８に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態８の構成は、実施の形態１の構成において、封止樹脂８ａが削除されている。

【0055】

その一方で、本実施の形態８では、半導体素子３とリード電極端子４とを接合する接合部材１１ｃのテーパ角が比較的大きくなっている。これにより本実施の形態８では、接合部材１１ｃの少なくとも一部が、リード電極端子４の端部４ａと半導体素子３との間に設けられ、端部４ａ下の封止樹脂７と界面を有する介在部材として機能する。封止樹脂７は、リード電極端子４だけでなく、半導体素子３及び接合部材１１ｃを封止している。

【0056】

＜実施の形態８のまとめ＞
本実施の形態８では、接合部材１１ｃが、実施の形態１で説明した封止樹脂８ａと同様に介在部材として機能する。このような構成によれば、封止樹脂７と接合部材１１ｃとの間の界面によってクラック１８の進展方向が界面方向に変化し、クラック１８が半導体素子３に到達するまでの距離が長くなるので、半導体素子３に到達するクラック１８を抑制することができる。

【0057】

なお、本実施の形態８の構成と、これまでに説明した実施の形態１～７及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0058】

＜実施の形態９＞
図１３は、本実施の形態９に係る半導体装置の一部の構成を示す断面図である。本実施の形態９の構成は、実施の形態４（図８参照）において、半導体素子３のうち端部４ａ直下の領域３ａが非通電領域である構成と同様である。非通電領域は、クラック１８が到達しても半導体素子３が正常な動作を維持可能な領域であり、例えば温度センサが設けられた領域、及び、絶縁領域などである。

【0059】

＜実施の形態９のまとめ＞
本実施の形態９では、半導体素子３のうち端部４ａ直下の領域３ａが非通電領域であるため、クラック１８が半導体素子３に到達したとしても、半導体素子３は正常な動作を行うことができる。なお、半導体素子３は、クラック１８の到達などによって領域３ａの不具合を検出した場合に、退避動作を行うように構成されてもよい。このような構成によれば、領域３ａの不具合によって意図しない半導体素子３の急停止が生じることを抑制することができる。

【0060】

なお、本実施の形態９の構成と、これまでに説明した実施の形態１～８及び変形例１，２の少なくともいずれかの構成とを組み合わせてもよい。

【0061】

＜実施の形態１～９の変形例＞
以上で説明した実施の形態１～９及び変形例１，２のいずれかにおいて、半導体素子３の材料はワイドバンドギャップ半導体であってもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、または、ダイヤモンドなどである。

【0062】

ワイドバンドギャップ半導体からなる半導体素子３は、珪素からなる半導体素子３に比べて硬度（例えばビッカース硬度）が高い。例えば、炭化珪素素の硬度は約２３ＧＰａであり、珪素の硬度は約１０ＧＰａであり、前者の硬度は後者の硬度の２．３倍程度である。このため、半導体素子３の材料をワイドバンドギャップ半導体とすることにより、クラック１８の進展に対する応力耐性を高めることができる。

【0063】

なお、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

【0064】

上記した説明は、すべての局面において、例示であって、限定的なものではない。例示されていない無数の変形例が、想定され得るものと解される。

【符号の説明】

【0065】

３ 半導体素子、３ａ 領域、４ リード電極端子、４ａ 端部、４ｃ 突起、７，８ａ 封止樹脂、８ｂ モールド成形樹脂、８ｃ 応力緩衝用フレーム、８ｄ 緩衝層、１１ｃ 接合部材。

【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】