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JP2019121704A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2019121704A
JP2019121704A JP2018001239A JP2018001239A JP2019121704A JP 2019121704 A JP2019121704 A JP 2019121704A JP 2018001239 A JP2018001239 A JP 2018001239A JP 2018001239 A JP2018001239 A JP 2018001239A JP 2019121704 A JP2019121704 A JP 2019121704A
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JP
Japan
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sic
electrode
semiconductor device
sic element
alignment mark
Prior art date
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JP2018001239A
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Japanese (ja)
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淳二 田中
Junji Tanaka
淳二 田中
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】半導体素子をフェイスダウンで実装基板に接合する場合に、位置決めを精度よく行う。【解決手段】本明細書が開示する半導体装置は、実装基板の表面にSiC素子が接合されている半導体装置である。実装基板は、表面に備えられている第1電極と、表面に備えられている第1アライメントマークと、を備える。SiC素子は、下面に備えられており、第1電極と接合している第2電極と、上面に備えられている第3電極と、SiC素子の上面視において、第2電極および第3電極が配置されていない特定領域と、特定領域に配置されている第2アライメントマークと、を備える。半導体装置の上面視において、第1アライメントマークが特定領域内に位置している。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To perform positioning with high accuracy when a semiconductor element is joined to a mounting substrate face-down. A semiconductor device disclosed in the present specification is a semiconductor device in which a SiC element is bonded to the surface of a mounting substrate. The mounting board includes a first electrode provided on the surface and a first alignment mark provided on the surface. The SiC element is provided on the lower surface, and the second electrode bonded to the first electrode, the third electrode provided on the upper surface, and the second electrode and the third electrode in the top view of the SiC element are provided. It includes a specific area that is not arranged and a second alignment mark that is arranged in the specific area. In the top view of the semiconductor device, the first alignment mark is located in a specific region. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本明細書が開示する技術は、半導体装置に関する。   The technology disclosed herein relates to a semiconductor device.

特許文献1には、上面および下面に電極が配置されている縦型の半導体素子が実装基板に実装された、パワーモジュールが開示されている。当該パワーモジュールでは、半導体素子の下面電極と、実装基板の表面電極とが、フェイスダウンで接合している。   Patent Document 1 discloses a power module in which vertical semiconductor elements having electrodes disposed on the upper and lower surfaces are mounted on a mounting substrate. In the power module, the lower surface electrode of the semiconductor element and the surface electrode of the mounting substrate are joined face-down.

特開2016−178334号公報JP, 2016-178334, A

半導体素子の下面電極と実装基板の表面電極との位置決めは、半導体素子の上面側から行う必要があるため、目視によっては位置決めが困難である。そのため例えば、半導体素子の外形を用いて位置決めを行う場合には、半導体素子外形の加工精度によって、位置決めの精度が定まってしまう。本明細書は、半導体素子をフェイスダウンで実装基板に接合する場合において、位置決めを精度よく行うことができる技術を提供する。   The positioning between the lower surface electrode of the semiconductor element and the surface electrode of the mounting substrate needs to be performed from the upper surface side of the semiconductor element, so positioning is difficult by visual observation. Therefore, for example, when the positioning is performed using the outer shape of the semiconductor element, the processing accuracy of the outer shape of the semiconductor element determines the positioning accuracy. The present specification provides a technique capable of performing positioning accurately when bonding a semiconductor element to a mounting substrate face down.

本明細書が開示する半導体装置は、実装基板の表面にSiC(炭化シリコン)素子が接合されている半導体装置である。実装基板は、表面に備えられている第1電極と、表面に備えられている第1アライメントマークと、を備える。SiC素子は、下面に備えられており、第1電極と接合している第2電極と、上面に備えられている第3電極と、SiC素子の上面視において、第2電極および第3電極が配置されていない特定領域と、特定領域に配置されている第2アライメントマークと、を備える。半導体装置の上面視において、第1アライメントマークが特定領域内に位置している。   The semiconductor device disclosed in this specification is a semiconductor device in which a silicon carbide (SiC) element is bonded to the surface of a mounting substrate. The mounting substrate includes a first electrode provided on the surface and a first alignment mark provided on the surface. The SiC element is provided on the lower surface, and the second electrode joined to the first electrode, the third electrode provided on the upper surface, and the second electrode and the third electrode in a top view of the SiC element It has a specific area which is not arranged and a second alignment mark which is arranged in the specific area. In the top view of the semiconductor device, the first alignment mark is located within the specific region.

SiC基板は透明である。また特定領域には、第2電極および第3電極が配置されていない。よって特定領域では、SiC素子の上面側から、透明なSiC基板を介して第1および第2アライメントマークを目視することができる。第1および第2アライメントマークを用いて、SiC素子下面の第2電極と実装基板表面の第1電極との位置決めを目視で行うことが可能となる。SiC素子の外形を用いて位置決めを行う場合などに比して、位置決め精度を高めることができる。   The SiC substrate is transparent. Further, the second electrode and the third electrode are not disposed in the specific region. Therefore, in the specific region, the first and second alignment marks can be visually observed from the upper surface side of the SiC element through the transparent SiC substrate. Positioning of the second electrode on the lower surface of the SiC element and the first electrode on the surface of the mounting substrate can be visually performed using the first and second alignment marks. Positioning accuracy can be enhanced as compared to the case where positioning is performed using the outer shape of the SiC element.

実施例1に係る半導体装置を示す図である。FIG. 1 is a view showing a semiconductor device according to a first embodiment. 実装基板の上面図である。It is a top view of a mounting substrate. SiC素子の下面側を上面視した図である。It is the figure which looked at the upper surface side of the undersurface side of a SiC element. SiC素子の上面側を上面視した図である。It is the figure which looked at the upper surface side of the SiC element top view. 実施例2に係る半導体装置を示す図である。FIG. 7 is a view showing a semiconductor device according to a second embodiment. SiC中間基板の下面側を上面視した図である。It is the figure which looked at the upper surface side of the undersurface side of a SiC middle board. SiC中間基板の上面側を上面視した図である。It is the figure which looked at the upper surface side of the SiC intermediate substrate top view. 特定領域R1a内に現れるマークの拡大図である。It is an enlarged view of the mark which appears in specific field R1a.

本技術の一実施形態は、実装基板の表面にSiC中間基板とSiC素子とが積層されている半導体装置である。実装基板は、表面に備えられている第1電極と、表面に備えられている第1アライメントマークと、を備えていてもよい。SiC中間基板は、下面に備えられており、第1電極と接合している下面電極と、上面に備えられている上面電極と、SiC中間基板の上面視において、上面電極および下面電極が配置されていない中間基板特定領域と、中間基板特定領域に配置されている中間アライメントマークと、を備えていてもよい。SiC素子は、下面に備えられており、上面電極と接合している第2電極と、上面に備えられている第3電極と、SiC素子の上面視において、第2電極および第3電極が配置されていないSiC素子特定領域と、SiC素子特定領域に配置されている第2アライメントマークと、を備えていてもよい。半導体装置の上面視において、第1アライメントマークおよび中間アライメントマークがSiC素子特定領域内に位置していてもよい。これにより、SiC素子特定領域では、SiC素子の上面側から、透明なSiC基板を介して第1、中間および第2アライメントマークを目視することができる。第1、中間および第2アライメントマークを用いて、SiC素子、SiC中間基板および実装基板の位置決めを目視で行うことが可能となる。位置決め精度を高めることができる。   One embodiment of the present technology is a semiconductor device in which a SiC intermediate substrate and a SiC element are stacked on the surface of a mounting substrate. The mounting substrate may include a first electrode provided on the surface and a first alignment mark provided on the surface. The SiC intermediate substrate is provided on the lower surface, and the lower surface electrode in contact with the first electrode, the upper surface electrode provided on the upper surface, and the upper surface electrode and the lower surface electrode in top view of the SiC intermediate substrate An intermediate substrate specific region that is not present and an intermediate alignment mark that is disposed in the intermediate substrate specific region may be provided. The SiC element is provided on the lower surface, and the second electrode in contact with the upper surface electrode, the third electrode provided on the upper surface, and the second electrode and the third electrode in top view of the SiC element It may have a SiC element specific area which is not formed and a second alignment mark arranged in the SiC element specific area. In a top view of the semiconductor device, the first alignment mark and the intermediate alignment mark may be located in the SiC element specific region. Thereby, in the SiC element specific region, the first, middle and second alignment marks can be visually observed from the upper surface side of the SiC element through the transparent SiC substrate. It is possible to visually position the SiC element, the SiC intermediate substrate, and the mounting substrate using the first, intermediate and second alignment marks. Positioning accuracy can be enhanced.

本技術の一実施形態では、特定領域は、SiC素子の外周近傍に配置されていてもよい。SiC素子の中央部には、アクティブ領域が存在する。特定領域は、SiC素子の外周近傍に配置されているため、これらのアクティブ領域に影響を与えることがない。   In one embodiment of the present technology, the specific region may be disposed near the outer periphery of the SiC element. An active region is present at the center of the SiC device. Since the specific region is disposed in the vicinity of the outer periphery of the SiC element, these active regions are not affected.

本技術の一実施形態では、SiC素子は上面視において矩形形状を有していてもよい。特定領域は、SiC素子の対向する角部近傍に配置されていてもよい。これにより、特定領域を矩形形状の対角線に配置することができるため、アライメントマーク間の距離を最長にすることができる。位置合わせ精度を高めることが可能となる。   In one embodiment of the present technology, the SiC element may have a rectangular shape in top view. The specific region may be disposed in the vicinity of the facing corner of the SiC element. As a result, the specific region can be arranged on the diagonal of the rectangular shape, and the distance between the alignment marks can be maximized. It is possible to improve the alignment accuracy.

図1に、実施例1に係る半導体装置1を示す。図1(A)は上面図である。図1(B)は、図1(A)における、B−B線の断面図である。半導体装置1は、実装基板10の表面にSiC素子20が接合された構造を有している。SiC素子20は、上面視において矩形形状を有している。実施例1では、SiC素子20が、縦型MOSFETである場合を説明する。   FIG. 1 shows a semiconductor device 1 according to a first embodiment. FIG. 1A is a top view. FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 1 (A). The semiconductor device 1 has a structure in which the SiC element 20 is bonded to the surface of the mounting substrate 10. The SiC element 20 has a rectangular shape in top view. In the first embodiment, the case where the SiC element 20 is a vertical MOSFET will be described.

図2に、SiC素子20を取り除いた状態の実装基板10の上面図を示す。実装基板10の表面には、信号用電極11a〜11e、電力供給用電極12、第1アライメントマーク13aおよび13b、が備えられている。信号用電極11a〜11eは、ゲート制御信号や、各種センサ用の信号の入出力に用いられる電極である。信号用電極11a〜11eの各々の面積は、電力供給用電極12の面積よりも小さい。第1アライメントマーク13aおよび13bと、信号用電極11a〜11eや電力供給用電極12とは、同一の工程で、同一材料で構成されている。従って、第1アライメントマーク13aおよび13bと信号用電極11a〜11eとの相対位置は、常に一定である。第1アライメントマークおよび信号用電極11a〜11eは、周知のプリント配線技術で形成してもよい。   FIG. 2 shows a top view of the mounting substrate 10 with the SiC element 20 removed. On the surface of the mounting substrate 10, signal electrodes 11a to 11e, power supply electrodes 12, and first alignment marks 13a and 13b are provided. The signal electrodes 11a to 11e are electrodes used for input / output of gate control signals and signals for various sensors. The area of each of the signal electrodes 11 a to 11 e is smaller than the area of the power supply electrode 12. The first alignment marks 13a and 13b, and the signal electrodes 11a to 11e and the power supply electrode 12 are made of the same material in the same process. Therefore, the relative positions of the first alignment marks 13a and 13b and the signal electrodes 11a to 11e are always constant. The first alignment marks and the signal electrodes 11a to 11e may be formed by a known printed wiring technology.

図3に、SiC素子20の下面側を上面視した図を示す。SiC素子20の下面は、実装基板10の表面に接合される面である。SiC素子20の下面の表面には、信号用電極21a〜21e、ソース電極22、第2アライメントマーク23aおよび23b、が備えられている。SiC素子20の信号用電極21a〜21eの各々は、実装基板10の信号用電極11a〜11eの各々と接合する。またSiC素子20のソース電極22は、実装基板10の電力供給用電極12と接合する。   FIG. 3 shows a top view of the lower surface side of the SiC element 20. The lower surface of the SiC element 20 is a surface to be bonded to the surface of the mounting substrate 10. On the surface of the lower surface of the SiC element 20, signal electrodes 21a to 21e, a source electrode 22, and second alignment marks 23a and 23b are provided. Each of the signal electrodes 21 a to 21 e of the SiC element 20 is bonded to each of the signal electrodes 11 a to 11 e of the mounting substrate 10. Further, the source electrode 22 of the SiC element 20 is joined to the power supply electrode 12 of the mounting substrate 10.

第2アライメントマーク23aおよび23bと、信号用電極21a〜21eおよびソース電極22とは、同一の工程で、同一材料で構成されている。従って、第2アライメントマーク23aおよび23bと、信号用電極21a〜21eとの相対位置は、常に一定である。第2アライメントマークおよび信号用電極21a〜21eは、周知のリソグラフィ技術やエッチング技術で形成してもよい。   The second alignment marks 23a and 23b, the signal electrodes 21a to 21e, and the source electrode 22 are made of the same material in the same process. Therefore, the relative positions of the second alignment marks 23a and 23b and the signal electrodes 21a to 21e are always constant. The second alignment marks and the signal electrodes 21a to 21e may be formed by a known lithography technique or etching technique.

前述したように、第1アライメントマーク13aおよび13bは、信号用電極11a〜11eの位置を示すマークである。また第2アライメントマーク23aおよび23bは、信号用電極21a〜21eの位置を示すマークである。従って、第1アライメントマーク13aおよび13bと第2アライメントマーク23aおよび23bとの位置合わせをすることによって、信号用電極11a〜11eと信号用電極21a〜21eとの位置合わせをすることが可能である。   As described above, the first alignment marks 13a and 13b are marks indicating the positions of the signal electrodes 11a to 11e. The second alignment marks 23a and 23b are marks indicating the positions of the signal electrodes 21a to 21e. Therefore, by aligning the first alignment marks 13a and 13b with the second alignment marks 23a and 23b, it is possible to align the signal electrodes 11a to 11e with the signal electrodes 21a to 21e. .

図4に、SiC素子20の上面側を上面視した図を示す。SiC素子20の上面の表面には、ドレイン電極23が備えられている。図4に示すように、SiC素子20の上面視において、特定領域R1aおよびR1bが備えられている。特定領域R1aおよびR1bは、信号用電極21a〜21e、ソース電極22、およびドレイン電極23の何れも配置されていない領域である。またSiC素子20は透明である。従って、特定領域R1aおよびR1bは透明な領域である。また特定領域R1aおよびR1bの各々には、第2アライメントマーク23aおよび23bが配置されている。よって図1(A)の半導体装置1の上面図に示すように、実装基板10の表面にSiC素子20が接合した状態において、特定領域R1a内では、第2アライメントマーク23aおよび第1アライメントマーク13aを目視することができる。同様に、特定領域R1b内では、第2アライメントマーク23bおよび第1アライメントマーク13bを目視することができる。   The figure which looked at the upper surface side of the SiC element 20 in the upper surface in FIG. 4 is shown. A drain electrode 23 is provided on the surface of the upper surface of the SiC element 20. As shown in FIG. 4, in the top view of the SiC element 20, specific regions R1a and R1b are provided. The specific regions R1a and R1b are regions in which none of the signal electrodes 21a to 21e, the source electrode 22, and the drain electrode 23 are disposed. The SiC element 20 is transparent. Therefore, the specific regions R1a and R1b are transparent regions. In addition, second alignment marks 23a and 23b are disposed in each of the specific regions R1a and R1b. Therefore, as shown in the top view of semiconductor device 1 of FIG. 1A, in a state where SiC element 20 is bonded to the surface of mounting substrate 10, second alignment mark 23a and first alignment mark 13a are provided in specific region R1a. Can be observed visually. Similarly, in the specific region R1b, the second alignment mark 23b and the first alignment mark 13b can be visually observed.

特定領域R1aおよびR1bは、SiC素子20の外周近傍に配置されている。ここで外周近傍の領域とは、SiC素子20の中心点までの距離よりも、SiC素子20の輪郭線までの距離の方が近い領域である。SiC素子20の中央部には、スイッチング機能などの各種の機能を発揮するアクティブ領域が存在する。しかし特定領域R1aおよびR1bは、SiC素子の外周近傍に配置されているため、これらのアクティブ領域に影響を与えることがない。   The specific regions R1a and R1b are disposed near the outer periphery of the SiC element 20. Here, the area in the vicinity of the outer periphery is an area in which the distance to the contour of the SiC element 20 is closer than the distance to the center point of the SiC element 20. At the central portion of the SiC element 20, an active region that exhibits various functions such as a switching function is present. However, since the specific regions R1a and R1b are disposed in the vicinity of the outer periphery of the SiC element, they do not affect these active regions.

また、アライメントマーク間距離が大きいほど、位置合わせ精度を高くすることができる。実施例1の特定領域R1aおよびR1bは、矩形形状のSiC素子20の対向する角部近傍に配置されている。これにより、特定領域R1aおよびR1bを対角線に配置することができるため、アライメントマーク23aと23bとの距離を最長にすることができる。位置合わせ精度を高めることが可能となる。   Further, as the distance between alignment marks is larger, the alignment accuracy can be made higher. The specific regions R1a and R1b of the first embodiment are arranged in the vicinity of opposing corner portions of the rectangular SiC device 20. As a result, the specific regions R1a and R1b can be arranged diagonally, so the distance between the alignment marks 23a and 23b can be made the longest. It is possible to improve the alignment accuracy.

(効果)
比較例として、実施例1の特定領域R1aおよびR1bを備えない場合における、実装基板とSiC素子の接合工程を説明する。SiC素子の下面電極と実装基板の表面電極との位置合わせは、目視によっては困難であるため、例えば、SiC素子の外形を用いて位置決めを行うことになる。この場合、SiC素子の外形の加工精度によって、位置決めの精度が定まってしまう。SiC素子の外形の加工は、半導体チップのダイシングなどの機械加工で行われるため、例えば±0.1mm程度の寸法公差が存在し、加工精度が低い。そのため、図2に示す信号用電極11a〜11eの各々の電極間距離D1〜D4を、SiC素子の外形の寸法公差を考慮して大きくする必要があった。
(effect)
As a comparative example, a bonding step of the mounting substrate and the SiC element in the case where the specific regions R1a and R1b of Example 1 are not provided will be described. The alignment between the lower surface electrode of the SiC element and the front surface electrode of the mounting substrate is difficult by visual observation, and thus positioning is performed using, for example, the outer shape of the SiC element. In this case, the processing accuracy of the outer shape of the SiC element determines the positioning accuracy. The processing of the outer shape of the SiC element is performed by mechanical processing such as dicing of a semiconductor chip, so a dimensional tolerance of, for example, about ± 0.1 mm exists, and the processing accuracy is low. Therefore, it has been necessary to increase the inter-electrode distances D1 to D4 of the signal electrodes 11a to 11e shown in FIG. 2 in consideration of the dimensional tolerance of the outer shape of the SiC element.

一方、実施例1の半導体装置1では、第1および第2アライメントマークを用いて、SiC素子20下面の信号用電極21a〜21eと、実装基板10の表面の信号用電極11a〜11eとの位置決めを、目視で行うことが可能となる。第1および第2アライメントマークは、前述したように、周知のプリント配線技術、リソグラフィ技術やエッチング技術で形成することができる、これらの技術の寸法公差は、素子外形を形成するための機械加工の寸法公差よりも小さい。よって、SiC素子の外形を用いた場合に比して、位置合わせの精度を高めることができる。信号用電極11a〜11eの各々の電極間距離D1〜D4を小さくすることができるため、SiC素子20のサイズを縮小することが可能となる。   On the other hand, in the semiconductor device 1 of the first embodiment, using the first and second alignment marks, positioning of the signal electrodes 21a to 21e on the lower surface of the SiC element 20 and the signal electrodes 11a to 11e on the surface of the mounting substrate 10 Can be performed visually. The first and second alignment marks can be formed by well-known printed wiring technology, lithography technology or etching technology as described above, and the dimensional tolerance of these technologies is machined to form the device outline. Less than dimensional tolerance. Therefore, compared with the case where the outline of a SiC element is used, the accuracy of alignment can be raised. Since the inter-electrode distances D1 to D4 of the signal electrodes 11a to 11e can be reduced, the size of the SiC element 20 can be reduced.

図5に、実施例2に係る半導体装置100を示す。図5(A)は上面図である。図5(B)は、図5(A)における、B−B線の断面図である。図5において、実施例1の半導体装置1と同一の構造には同一の符号を付すことで、説明を省略する。半導体装置100は、実装基板10の表面にSiC中間基板110とSiC素子20が積層された構造を有している。また図8には、図5(A)の特定領域R1a内に現れる、第1アライメントマーク13a、中間アライメントマーク123aおよび第2アライメントマーク23aの拡大図を示す。   FIG. 5 shows a semiconductor device 100 according to a second embodiment. FIG. 5A is a top view. FIG. 5 (B) is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG. 5 (A). In FIG. 5, the same structure as that of the semiconductor device 1 of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description is omitted. The semiconductor device 100 has a structure in which the SiC intermediate substrate 110 and the SiC element 20 are stacked on the surface of the mounting substrate 10. Further, FIG. 8 shows an enlarged view of the first alignment mark 13a, the intermediate alignment mark 123a and the second alignment mark 23a appearing in the specific region R1a of FIG. 5 (A).

図6に、SiC中間基板110の下面側を上面視した図を示す。SiC中間基板110の下面は、実装基板10の表面に接合される面である。SiC中間基板110の下面の表面には、電力供給用電極112、中間アライメントマーク123aおよび123bが備えられている。電力供給用電極112は、実装基板10の電力供給用電極12と接合する。   FIG. 6 shows a top view of the lower surface side of the SiC intermediate substrate 110. The lower surface of the SiC intermediate substrate 110 is a surface to be bonded to the surface of the mounting substrate 10. On the surface of the lower surface of the SiC intermediate substrate 110, a power supply electrode 112 and intermediate alignment marks 123a and 123b are provided. The power supply electrode 112 is joined to the power supply electrode 12 of the mounting substrate 10.

図7に、SiC中間基板110の上面側を上面視した図を示す。SiC中間基板110の上面の表面には、電力供給用電極111が備えられている。図7に示すように、SiC中間基板110の上面視において、特定領域R2aおよびR2bが備えられている。特定領域R2aおよびR2bは、電力供給用電極111および電力供給用電極112の何れもが配置されていない、透明な領域である。よって、図8に示すように、SiC中間基板110の上面視において、特定領域R1a内では、第2アライメントマーク23a、中間アライメントマーク123aおよび第1アライメントマーク13aを目視することができる。同様に、特定領域R1b内では、第2アライメントマーク23b、中間アライメントマーク123bおよび第1アライメントマーク13bを目視することができる。   FIG. 7 shows a top view of the upper surface side of the SiC intermediate substrate 110. A power supply electrode 111 is provided on the surface of the upper surface of the SiC intermediate substrate 110. As shown in FIG. 7, specific regions R2a and R2b are provided in the top view of the SiC intermediate substrate 110. The specific regions R2a and R2b are transparent regions in which neither the power supply electrode 111 nor the power supply electrode 112 is disposed. Therefore, as shown in FIG. 8, in the specific region R1a, the second alignment mark 23a, the intermediate alignment mark 123a and the first alignment mark 13a can be visually observed in the top view of the SiC intermediate substrate 110. Similarly, in the specific region R1b, the second alignment mark 23b, the intermediate alignment mark 123b, and the first alignment mark 13b can be visually observed.

SiC中間基板110の機能を説明する。電力供給用電極111と電力供給用電極112とは導通している。両電極の導通は、SiC中間基板110を貫通する不図示の配線によって行われてもよいし、SiC中間基板110に不純物を添加することでSiC中間基板110を導体とすることで行われてもよい。また図6の領域R101や図7の領域R102に示すように、半導体装置100の上面視において信号用電極11a〜11eが配置される領域には、SiC中間基板110が存在していない。従って、実装基板10とSiC素子20との間にSiC中間基板110を配置することで、図5(B)に示すようにスペースS1を形成することができる。すなわちSiC中間基板110は、スペーサとして機能する。これにより、実装基板10の信号用電極11a〜11eの各々と、SiC素子20の信号用電極21a〜21eとを、ワイヤボンディングWBで接続することが可能となる。   The function of the SiC intermediate substrate 110 will be described. The power supply electrode 111 and the power supply electrode 112 are electrically connected. Conduction of both electrodes may be performed by a wire (not shown) penetrating the SiC intermediate substrate 110, or may be performed by making the SiC intermediate substrate 110 a conductor by adding an impurity to the SiC intermediate substrate 110. Good. Further, as shown in the region R101 of FIG. 6 and the region R102 of FIG. 7, the SiC intermediate substrate 110 is not present in the region where the signal electrodes 11a to 11e are disposed in the top view of the semiconductor device 100. Therefore, by arranging the SiC intermediate substrate 110 between the mounting substrate 10 and the SiC element 20, the space S1 can be formed as shown in FIG. 5B. That is, the SiC intermediate substrate 110 functions as a spacer. Thus, it becomes possible to connect each of the signal electrodes 11 a to 11 e of the mounting substrate 10 with the signal electrodes 21 a to 21 e of the SiC element 20 by the wire bonding WB.

(効果)
実施例2の特定領域R1a、R1b、R2a、R2bを備えない場合には、実装基板10とSiC中間基板110との位置合わせ、および、SiC中間基板110とSiC素子20との位置合わせは、目視によっては困難である。よってSiC素子20やSiC中間基板110の外形を用いて位置決めを行うことになるため、位置決め精度が低い。その結果、半田やペーストを用いて電極同士を接合した際に形成されるフィレット形状が均一にならず、電極接合部の信頼性や寿命が低下してしまう場合がある。一方、実施例2の半導体装置100では、第1、中間および第2アライメントマークを用いて、SiC素子20、SiC中間基板110および実装基板10の3者間の位置決めを、目視で行うことが可能となる。よって、実装基板10やSiC中間基板110の外形を用いた位置合わせに比して、位置合わせの精度を高めることができる。電極接合部の信頼性や寿命を高めることができる。
(effect)
In the case where the specific regions R1a, R1b, R2a, and R2b of Example 2 are not provided, the alignment between the mounting substrate 10 and the SiC intermediate substrate 110 and the alignment between the SiC intermediate substrate 110 and the SiC element 20 are visual It is difficult depending on Therefore, since positioning is performed using the outer shape of the SiC element 20 or the SiC intermediate substrate 110, the positioning accuracy is low. As a result, the fillet shape formed when electrodes are joined using solder or paste may not be uniform, and the reliability and life of the electrode joint may be reduced. On the other hand, in the semiconductor device 100 according to the second embodiment, the first, middle and second alignment marks can be used to visually position the SiC element 20, the SiC intermediate substrate 110, and the mounting substrate 10 between three parties visually. It becomes. Therefore, the alignment accuracy can be enhanced as compared with the alignment using the outer shapes of the mounting substrate 10 and the SiC intermediate substrate 110. The reliability and the life of the electrode junction can be enhanced.

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。   Although some specific examples have been described above in detail, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The art set forth in the claims includes various variations and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness singly or in various combinations.

(変形例)
第1アライメントマーク13aおよび13bは、信号用電極11a〜11eや電力供給用電極12と別の工程で形成されてもよいし、これらの電極材料とは異なる材料で形成されてもよい。また第1アライメントマーク13aおよび13bは、SiC素子20の下面側に限らず、上面側に形成されてもよい。
(Modification)
The first alignment marks 13a and 13b may be formed in a separate process from the signal electrodes 11a to 11e and the power supply electrode 12, or may be formed of a material different from these electrode materials. The first alignment marks 13a and 13b are not limited to the lower surface side of the SiC element 20, and may be formed on the upper surface side.

本明細書に記載の技術は、透明な半導体基板で形成された半導体素子であれば何れの材料の半導体においても適用可能である。従って、半導体材料はSiCに限られない。   The technology described in the present specification is applicable to semiconductors of any material as long as the semiconductor device is formed of a transparent semiconductor substrate. Therefore, the semiconductor material is not limited to SiC.

実施例2において、SiC中間基板110に代えて、銅板などの不透明な導体板を用いてもよい。この場合、導体板の隅部と第1および第2アライメントマークとの位置関係を目視で確認することで、位置合わせを行ってもよい。導体板はSiC基板に比して加工が容易であるため、SiC基板に比して加工精度を高くすることができる。よって、導体板の外形を用いる場合においても、高い位置合わせ精度を得ることが可能である。   In the second embodiment, an opaque conductive plate such as a copper plate may be used instead of the SiC intermediate substrate 110. In this case, the alignment may be performed by visually checking the positional relationship between the corner of the conductor plate and the first and second alignment marks. Since the conductor plate is easier to process than the SiC substrate, the processing accuracy can be enhanced compared to the SiC substrate. Therefore, even when using the outer shape of the conductive plate, it is possible to obtain high alignment accuracy.

実施例2において、SiC中間基板110は1層に限らない。2層以上の中間基板が挿入される場合においても、本明細書に記載の技術を適用可能である。   In the second embodiment, the SiC intermediate substrate 110 is not limited to one layer. Even when two or more intermediate substrates are inserted, the techniques described herein can be applied.

本明細書における第1、中間および第2アライメントマークの形状および重ね合わせ形態は一例である。ラインアンドスペース形状、ドット形状など、自由な形状を用いることができる。   The shapes and overlapping forms of the first, middle and second alignment marks in the present specification are an example. Free shapes such as line and space shapes and dot shapes can be used.

SiC素子20はMOSFET素子に特別に限定されず、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)素子などの他のパワー半導体素子であってもよい。   The SiC element 20 is not particularly limited to a MOSFET element, and may be another power semiconductor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element.

信号用電極11a〜11eおよび電力供給用電極12は、第1電極の一例である。信号用電極21a〜21eおよびソース電極22は、第2電極の一例である。ドレイン電極23は、第3電極の一例である。   The signal electrodes 11a to 11e and the power supply electrode 12 are examples of a first electrode. The signal electrodes 21a to 21e and the source electrode 22 are an example of a second electrode. The drain electrode 23 is an example of a third electrode.

1、100:半導体装置
10:実装基板
11a〜11e、21a〜21e:信号用電極
12:電力供給用電極
13a、13b:第1アライメントマーク
20:SiC素子
22:ソース電極
23:ドレイン電極
23a、23b:第2アライメントマーク
R1a、R1b:特定領域
1, 100: semiconductor device 10: mounting substrates 11a to 11e, 21a to 21e: signal electrodes 12: power supply electrodes 13a, 13b: first alignment marks 20: SiC elements 22: source electrodes 23: drain electrodes 23a, 23b : Second alignment mark R1a, R1b: Specific area

Claims (1)

実装基板の表面にSiC素子が接合されている半導体装置であって、
前記実装基板は、
表面に備えられている第1電極と、
表面に備えられている第1アライメントマークと、
を備え、
前記SiC素子は、
下面に備えられており、前記第1電極と接合している第2電極と、
上面に備えられている第3電極と、
前記SiC素子の上面視において、前記第2電極および前記第3電極が配置されていない特定領域と、
前記特定領域に配置されている第2アライメントマークと、
を備え、
前記半導体装置の上面視において、前記第1アライメントマークが前記特定領域内に位置している、半導体装置。
A semiconductor device in which a SiC element is bonded to the surface of a mounting substrate,
The mounting board is
A first electrode provided on the surface,
A first alignment mark provided on the surface,
Equipped with
The SiC device is
A second electrode provided on the lower surface and joined to the first electrode;
A third electrode provided on the upper surface,
A specific region in which the second electrode and the third electrode are not disposed in a top view of the SiC element;
A second alignment mark disposed in the specific area;
Equipped with
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first alignment mark is located in the specific region in a top view of the semiconductor device.
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