半導體裝置以及電子設備的制作方法
【專利摘要】在半導體裝置(101)中,對常開型的第1開關有源元件(103)與常關型的第2開關有源元件(104)進行共源共柵連接。以使在由此形成的電流路徑中形成的、半導體裝置(101)在俯視圖中的環路面積變得最小的方式,進行第1和第2開關有源元件(103、104)的配置和連接。
【專利說明】半導體裝置以及電子設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及包括常開(normally on)型的開關有源元件的半導體裝置以及具備該半導體裝置的電子設備。
【背景技術】
[0002]與家電等的省功耗化相對應,功率器件(power device)、功率模塊(powermodule)等半導體裝置的低損耗化受到重視。在這樣的狀況下,以謀求進一步的低損耗化為目的,正在進行使用寬帶隙(wide bandgap)半導體的功率器件等半導體裝置的開發。
[0003]特別是,將GaN (氮化鎵)類的III族氮化物半導體作為材料的場效應管(FET)因為可期待低導通電阻(low on — resistance)的優點而正在進行各種半導體裝置的開發。作為氮化鎵類的場效應管,已知有利用GaN和AlGaN (氮化招鎵)的異質結構造的AlGaN/GaN HFET (Heterojunction FET:異質結場效應管)。該AlGaN/GaN HFET因為具有低導通電阻、高速動作、高耐受電壓、高耐熱性這些優點而受到矚目。
[0004]然而,因為上述的AlGaN/GaN HFET通常是常開型的場效應管,所以,在柵極電壓為OV時是導通(ON)狀態,欲設為截止(OFF)狀態,就必須在柵極施加負電壓。在功率器件中,為了處理大電流,要求是在零偏壓時切斷電流的常關(normally off)型。因而,像AlGaN/GaN HFET那樣的常開型的場效應管存在不能直接作為功率器件使用的問題。
[0005]針對這樣的問題,在專利文獻I中公開了用于使用常開型的有源元件來實現常關動作的半導體裝置。在該半導體裝置中,常開型場效應管和常關型場效應管進行共源共柵(cascode)連接。
[0006]具體地說,在該半導體裝置中,常開型的第I場效應管的漏極與第I節點連接,常關型的第2場效應管的源極與第2節點連接。此外,在第I場效應管的控制電極與第2節點之間連接有開關元件。開關元件在該半導體裝置為截止的期間以不會由于上述第I場效應管導通而變為第2場效應管的耐受電壓以上的方式動作,當第2控制電極的電壓成為規定值以上時,從第I節點向第2節點方向導通。
[0007]像上述那樣構成的半導體裝置作為通過使第2場效應管的控制電極的電壓為正電壓而進行導通動作的常關型的晶體管進行動作。而且,通過將這樣的半導體裝置密封在T0220等封裝(package)內,從而能提供聞耐受:電壓且能進行聞速動作的常關型的場效應管。
[0008]現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本國公開專利公報“特開2011 — 29386號公報(2011年2月10日公開)”。
【發明內容】
[0009]發明要解決的課題 然而,上述半導體裝置在安裝于封裝的導電性基板上的狀態下,會對半導體裝置原來具有的電特性附加由上述封裝的寄生參數造成的影響。因此,根據封裝的安裝構造,存在半導體裝置的規格受到限定的問題。
[0010]在此,所謂半導體裝置的規格的限定,例如包括在將半導體裝置的開關從導通狀態切換為截止狀態時,由通過封裝的寄生參數的影響所產生的振鈴(ringing)造成的開關速度的延遲、寄生參數中的功率損耗等。所謂封裝的寄生參數,是半導體裝置的設計中未包括的、由封裝的材料、構造、設計圖案(layout)(元件的配置、布線位置等)所決定的電容C、電阻R、包括晶體管的電流路徑的電感L。
[0011]在從導通到截止或從截止到導通這樣進行切換半導體裝置的狀態的開關時,驅動電壓的矩形波(脈沖)包括高次諧波。特別是,在進行高速開關時,在脈沖中,上升沿陡峭,因此,包括頻率高的高次諧波。而且,在由于寄生參數而使阻抗變化的地方,會引起上述高次諧波的反射,反射的所有的(具有各種頻率)波重疊,由此產生振鈴等。在振鈴(一邊進行衰減)存續的期間,電流從電流路徑持續泄露,該漏電流使得產生功率損耗。
[0012]特別是,在使用半導體裝置使電源等導通/截止的情況下,理想的情況是,在半導體裝置的開關截止時電壓瞬間為零,超調量(over shoot)超過閾值的情況在施加電壓的設備的動作方面是不優選的。因而,盡量將振鈴抑制得較小是重要的。
[0013]由上述寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響的大小由封裝或半導體裝置的俯視圖或側視圖對半導體裝置所具有的電流路徑所形成的環路的內側的區域的平面面積(投影面積)的大小所決定。換言之,由寄生參數造成的影響的大小由電流路徑的3維空間中的形狀和長度所決定。上述面積越小,由寄生參數造成的對半導體裝置的影響也越小。雖然在上述環路的內側的區域的面積(環路面積)中最重要的是上述俯視圖的平面面積,但是,上述側面圖的平面面積也不能忽略。
[0014]上述側視圖的平面面積由形成上述環路的一部分的導電性引線在以半導體裝置的基板為基準的高度方向上延伸的長度所確定。此外,該長度由層疊在該半導體裝置的澆注樹脂(密封樹脂)的厚度(根據封裝的規格的高度)、上述導電性引線的性能、半導體裝置的安裝條件等決定。
[0015]此外,電流路徑的環路面積還會根據開關有源元件(晶體管)的芯片尺寸(柵極長度、柵極寬度等)而改變。這是因為,芯片尺寸改變就是源極、漏極等的各焊盤(pad)的位置改變,因此,導電性引線的接合(bonding)位置也會變化,其結果是,環路面積也變化。
[0016]本發明是鑒于上述的問題而完成的,其目的在于,提供一種能通過使上述的環路面積縮小化來抑制由封裝的寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響的半導體裝置和電子設備。
[0017]用于解決課題的方案
本發明的半導體裝置,是作為常開型的第I開關有源元件和作為常關型的第2開關有源元件以進行共源共柵連接的方式安裝在導電性基板上而進行密封的半導體裝置,其中,上述第I開關有源元件具有形成在其表面的第I源極電極焊盤、第I漏極電極焊盤以及第I控制電極,上述第2開關有源元件具有形成在其表面的第2漏極電極焊盤和第2控制電極,并且,具有在上述第2開關有源元件中形成在成為與上述導電性基板的接觸面的背面的第2源極電極焊盤,上述第I控制電極通過第I導電性引線與上述導電性基板連接,上述第I源極電極焊盤和上述第2漏極電極焊盤配置在以能允許至少在上述導電性基板搭載上述第I開關有源元件和上述第2開關有源元件的搭載精度和上述第I導電性引線對上述導電性基板的連接精度的最小距離靠近的位置,通過第2導電性引線連接。
[0018]在上述的結構中,在進行共源共柵連接的第I和第2開關有源元件中,呈環路狀形成有經由第I源極電極焊盤、第2導電性引線、第2漏極電極焊盤、第2源極電極焊盤、導電性基板、第I導電性引線以及第I控制電極的電流路徑。
[0019]在該電流路徑中,不僅第2開關有源元件作為電阻發揮功能,而且由于焊盤和引線而存在前述的寄生參數(電容、電阻、電感)。因此,通過電流路徑作為諧振電路發揮功能,從而在進行開關時會產生振鈴。要縮短振鈴收斂的時間,只要用后述的式子表示的諧振電路的衰減系數?為I以上即可。要滿足該條件,只要電流路徑的電感變小即可。要實現它,只要電流路徑的環路長度變短即可,換言之,只要前述的環路面積變小即可。
[0020]在本發明的半導體裝置中,因為第I源極電極焊盤和第2漏極電極焊盤配置在靠近的位置,所以能使連接它們的第2導電性引線變短。由此,電流路徑的環路面積會變小,因此,電流路徑的電感也會變小。因而,能縮短直到振鈴收斂為止的時間。
[0021]進而,能通過調整第I導電性引線的長度來調整該引線的電阻值,控制振鈴的振蕩。通過以使電流路徑的電感變小的方式控制振鈴的振蕩,從而能縮短直到在該電流路徑中產生的振鈴收斂為止的時間。
[0022]此外,在上述的結構中,第I源極電極焊盤和第2漏極電極焊盤以將第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式配置,而且,以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式通過第2導電性引線進行連接。
[0023]由此,關于以通過第I源極電極焊盤和第2漏極電極焊盤的方式形成的多個電流路徑,該多個電流路徑將第I導電性引線作為對稱軸呈軸對稱形成。因而,能抑制由封裝的寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響。
[0024]此外,本發明的另一個半導體裝置,是作為常開型的第I開關有源元件與作為常關型的第2開關有源元件以進行共源共柵連接的方式安裝在導電性基板上進行密封的半導體裝置,其中,第I開關有源元件具有形成在其表面的多個第I源極電極焊盤、與上述第I源極電極焊盤相同數量的第I漏極電極焊盤、以及第I控制電極,上述第2開關有源元件具有形成在其表面的與上述第I源極電極焊盤相同數量的第2漏極電極焊盤、第2控制電極以及表面源極電極焊盤,上述第I源極電極焊盤與上述第2漏極電極焊盤配置在以能允許至少在上述導電性基板搭載上述第I開關有源元件和上述第2開關有源元件的搭載精度的最小距離靠近的位置,上述第I控制電極與上述表面源極電極焊盤通過第I導電性引線連接,上述表面源極電極焊盤與在上述第2開關有源元件中形成在成為與上述導電性基板的接觸面的背面的第2源極電極焊盤電連接,進而,上述第I源極電極焊盤與上述第2漏極電極焊盤以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式配置,而且,以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式通過第2導電性引線進行連接。
[0025]在上述的結構中,第I源極電極焊盤與第2漏極電極焊盤以將第I導電性引線作為對稱軸而 成為軸對稱的結構的方式配置,而且,以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式通過第2導電性引線進行連接。[0026]由此,關于以通過第I源極電極焊盤和第2漏極電極焊盤的方式形成的多個電流路徑,該多個電流路徑將第I導電性引線作為對稱軸呈軸對稱形成。因而,能抑制由封裝的寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響。
[0027]此外,在上述的結構中,第I開關有源元件具有形成在其表面的與第I源極電極焊盤相同數量的第I漏極電極焊盤和第I控制電極,上述第2開關有源元件具有形成在其表面的表面源極電極焊盤。此外,在上述的結構中,第I控制電極與上述表面源極電極焊盤通過第I導電性引線連接。
[0028]S卩,因為通過第I導電性引線連接的第I控制電極和表面源極電極焊盤全都處于第I或第2開關元件的表面側,所以,能容易地進行引線接合。因此,本發明的半導體裝置是容易安裝的結構。因而,能使制造過程變得容易簡便。
[0029]本發明的電子設備具備上述的任一種半導體裝置作為開關元件。
[0030]由此,使用抑制了由封裝的寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響的上述半導體裝置,作為電子設備的開關元件。由此,進行開關時的電壓變動達到收斂的時間縮短,因此,能一邊抑制功耗一邊穩定地使電子設備動作。
[0031]發明效果
通過像上述那樣構成,本發明的半導體裝置能縮小在半導體裝置中形成的電流路徑的環路面積。因而,起到能抑制由封裝的寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響的效
果O
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1中,(a)是示出本發明的第I實施方式的半導體裝置的結構的平面圖,(b)是該半導體裝置的側面圖。
[0033]圖2是示出上述半導體裝置的電路結構的電路圖。
[0034]圖3是示出第I實施方式的變形例的半導體裝置的結構的平面圖。
[0035]圖4是放大示出圖3的半導體裝置的主要部分的平面圖。
[0036]圖5是示出第I實施方式的比較例的半導體裝置的結構的平面圖。
[0037]圖6中,Ca)是示出示意性地表示圖2的半導體裝置的開關導通時的電流路徑的等價電路的電路圖,(b)是示出示意性地表示圖2的半導體裝置的開關截止時的電流路徑的等價電路的電路圖。
[0038]圖7是示出圖1的半導體裝置和圖5的半導體裝置的開關截止時的第I開關有源元件的第I控制電極中的電壓的時間變化的曲線圖。
[0039]圖8中,(a)是示出本發明的第2實施方式的半導體裝置的結構的平面圖,(b)是該半導體裝置的側面圖。
[0040]圖9是示出本發明的第4的實施方式的電機驅動系統的概略結構的電路圖。
[0041]圖10是示意性地表示圖8的(a)的半導體裝置的開關導通時的電流路徑的電路圖。
[0042]圖11中,(a)是示出本發明的第3的實施方式的半導體裝置的結構的平面圖,(b)是該半導體裝置的側面圖。
[0043]圖12是示意性地表示圖11的(a)的半導體裝置的開關導通時的電流路徑的電路圖。
【具體實施方式】
[0044]以下,一邊參照附圖一邊對本發明的實施方式進行詳細說明。另外,關于在各實施方式中記載的構成部件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等,只要沒有特別特定的記載,其宗旨就不是將本發明的范圍只限定于此,不過是單純的說明。
[0045][實施方式I]
按照圖1?圖7對本發明的實施方式I的半導體裝置進行說明。
[0046][半導體裝置的電路結構(動作)及構造]
圖1的(a)是示出本發明的第I實施方式的半導體裝置101的結構的平面圖。圖1的(b)是示出半導體裝置101的結構的側面圖。圖2是示出半導體裝置101的電路結構的電路圖。
[0047]如圖1的(a)和(b)所示,半導體裝置101由具有3個外部端子的T0220的封裝所形成。該半導體裝置101具備導電性基板102、第I開關有源元件103、第2開關有源元件104、第I至第3外部端子121?123、第I和第2導電性引線131、132、接合線133、134、樹脂模盤141以及散熱板142。在半導體裝置101中,作為3個外部端子,具備第I至第3外部端子121?123。
[0048]如圖2所示,第I開關有源元件103的漏極電極(第I漏極電極焊盤124)與第I外部端子121連接。此外,第I開關有源元件103的源極電極(第I源極電極焊盤125)與第2開關有源元件104的漏極電極(第2漏極電極焊盤126)連接。進而,第I開關有源元件103的柵極電極(第I控制電極129)經由導電性基板102與第2外部端子122連接。第
2開關有源元件104的源極電極(第2源極電極焊盤127)也與第2外部端子122連接。而且,第2開關有源元件104的柵極電極(第2控制電極130)與第3外部端子123連接。
[0049]第I控制電極129與第2外部端子122經由第I導電性引線131和導電性基板102連接。此外,第I源極電極焊盤125與第2漏極電極焊盤126經由第2導電性引線132連接。關于它們的連接構造,將在后面詳細說明。
[0050]第I開關有源元件103例如是具有GaN層的場效應管(GaN場效應管),是常開型。第2開關有源元件104例如是MOS型的場效應管(M0SFET),是常關型。
[0051]在像上述那樣構成的半導體裝置101中,第I開關有源元件103和第2開關有源元件104進行共源共柵連接。由此,第2開關有源元件104驅動第I開關有源元件103,因此,半導體裝置101作為常關型的開關有源元件進行動作。
[0052]在未在第3外部端子123施加正的控制電壓的狀態下,常關型的第2開關有源元件104截止,常開型的第I開關有源元件103以第2開關有源元件104的漏極切斷電流值下的電壓成為穩定狀態。將該狀態稱為半導體裝置101的截止狀態。在第3外部端子123施加正的控制電壓的狀態下,第2開關有源元件104導通,由此,第I源極電極焊盤125的電位下降,因此,第I控制電極129的電位上升,第I開關有源元件103導通。其結果是,第I外部端子121與第2外部端子122之間導通。
[0053]此外,在半導體裝置101是導通狀態時,形成環路狀的電流路徑140。在該電流路徑140中,在第I源極電極焊盤125、第2導電性引線132、第2漏極電極焊盤126、第2源極電極焊盤127、導電性基板102、第I導電性引線131以及第I控制電極129的方向(用箭頭示出)上流過電流。
[0054]如圖1的(a)和(b)所示,導電性基板102的整體和第I至第3外部端子121?123的一端側被樹脂模盤141所覆蓋。第I外部端子121和第3外部端子123以其一端與導電性基板102空開規定的間隔靠近的方式配置。第2外部端子122與導電性基板102連接。
[0055]散熱板142與導電性基板102呈一體形成,以露出在樹脂模盤141的外部的方式設置。該散熱板142為了將配置在導電性基板102的第I開關有源元件103和第2開關有源元件104發出的熱放出到外部而設置。
[0056]在導電性基板102上配置有第I開關有源元件103和第2開關有源元件104。
[0057]在第I開關有源元件103中,在與導電性基板102的接觸面的相反側的面(以下,表面)形成有第I漏極電極焊盤124、第I源極電極焊盤125、第I控制電極129。在第2開關有源元件104中,在與導電性基板102的接觸面的相反側的面(以下,表面)形成有第2漏極電極焊盤126和第2控制電極130,在上述接觸面(以下,背面)形成有第2源極電極焊盤127。
[0058]第I源極電極焊盤125與第2漏極電極焊盤126使最接近的邊彼此相向地配置在導電性基板102上。此外,第I漏極電極焊盤124與第I外部端子121通過接合線133連接。進而,第2控制電極130與第3外部端子123通過接合線134連接。
[0059]第I源極電極焊盤125與第2漏極電極焊盤126經由第2導電性引線132連接。此外,第I控制電極129與導電性基板102經由第I導電性引線131連接。
[0060]如前所述,在半導體裝置101中,第I源極電極焊盤125與第2漏極電極焊盤126以盡可能靠近的方式配置。由此,能使連接它們的第2導電性引線132變短。另一方面,半導體裝置101中的布線的高度根據樹脂模盤141的厚度、引線的性能、安裝條件等來決定。因而,通過在這樣的限制的范圍內對第2導電性引線132較低地進行布線,從而能進一步減小上述電流路徑140的環路面積。故此,在半導體裝置101中,可抑制由寄生參數造成的對電特性的影響。
[0061]在半導體裝置101中,為了像上述那樣使第I源極電極焊盤125和第2漏極電極焊盤126靠近,將第I開關有源元件103和第2開關有源元件104以滿足限制條件的最小距離隔開進行配置,由此,使它們的間隔盡可能窄。在此,所謂上述限制條件,是將第I和第2開關有源元件103、104管芯接合(die bonding)在導電性基板102的裝置(管芯接合器(diebonder))的接合精度、管芯接合后的管芯接合材料(焊料、銀膏或環氧樹脂等)的寬度、以及進行第I導電性引線131對導電性基板102的接合的裝置(引線接合器)的接合精度(連接精度)等。此外,最小距離是能夠允許這樣的限制條件的距離,而且是作為第I和第2開關有源元件103、104之間的距離(間隔)應滿足的最小距離。
[0062]此外,第I導電性引線131以在圖1的(a)所示的半導體裝置101的俯視圖中隱藏在第2導電性引線132的正下方的方式配置,而且以與第2導電性引線132重疊的方式配置。因此,第I控制電極129比第I源極電極焊盤125配置在接近第2開關有源元件104的一側。
[0063]因而,在半導體裝置101中,電流路徑140在上述的俯視圖中的環路面積大致為零。故此,在半導體裝置101中,可將由寄生參數造成的對電特性的影響抑制為最小限度。
[0064][變形例]
在此,對本實施方式的變形例進行說明。
[0065]圖3是示出該變形例的半導體裝置901的結構的平面圖。圖4是放大示出半導體裝置901的主要部分的平面圖。
[0066]如圖3所示,半導體裝置901與半導體裝置101同樣地由T0220的封裝所形成。該半導體裝置901具備導電性基板902、第I開關有源元件903、第2開關有源元件904、第I至第3外部端子921?923、第I和第2導電性引線931、932、接合線933、934、樹脂模盤941以及散熱板942。其中,第2開關有源元件904、第I至第3外部端子921?923、接合線933、934、樹脂模盤941以及散熱板942分別與半導體裝置101中的第2開關有源元件104、第I至第3外部端子121?123、接合線133、134、樹脂模盤141以及散熱板142具有同等的功能。此外,第I漏極電極焊盤924和第2控制電極930也分別與第I漏極電極焊盤124和第2控制電極130具有同等的功能。
[0067]在半導體裝置901中,第I導電性引線931連接第I控制電極929和導電性基板902,第2導電性引線932連接第I源極電極焊盤925和第2漏極電極焊盤926。由此,如圖3所示,在半導體裝置901中,由第I源極電極焊盤925、第2導電性引線932、第2漏極電極焊盤926、第2源極電極焊盤927、導電性基板902、第I導電性引線931以及第I控制電極929形成電流路徑960。
[0068]第I開關有源元件903與第I開關有源元件103不同,第I控制電極929配置在從第I源極電極焊盤925向圖3中的第2外部端子922側分開的位置。因此,第I導電性引線931也配置在從第2導電性引線932向上述的方向分開的位置。因而,第I導電性引線931和第2導電性引線932與第I導電性引線131和第2導電性引線132不同,在半導體裝置901的俯視圖中不會重疊。
[0069]由此,電流路徑60的環路面積變得比前述的電流路徑140的環路面積大。故此,在半導體裝置901中,與半導體裝置101相比,更多地受到由寄生參數造成的對電特性的影響。然而,因為能將第I源極電極焊盤925比前述的第I源極電極焊盤125更接近第2開關有源元件904進行配置,所以,能使第2導電性引線932變得比第2導電性引線132短。故此,關于第2導電性引線932,能比半導體裝置101減小由寄生參數造成的對電特性的影響。
[0070][比較例]
接下來,對本實施方式的比較例進行說明。
[0071]圖5是示出該變形例的半導體裝置801的結構的平面圖。
[0072]如圖5所示,半導體裝置801與半導體裝置101同樣地由T0220的封裝所形成。該半導體裝置801具備導電性基板802、802a、第I開關有源元件803、第2開關有源元件804、第I至第2外部端子821?823、第I和第2導電性引線831、832、接合線833、834、樹脂模盤841以及散熱板842。其中,第I至第2外部端子821?823、接合線833、834、樹脂模盤841以及散熱板842分別與半導體裝置101中的第I至第3外部端子121?123、接合線133、134、樹脂模盤141以及散熱板142具有同等的功能。
[0073]第I開關有源元件803是與半導體裝置901中的第I開關有源元件903相同的構造。但是,第I開關有源元件803與第I開關有源元件903配置位置不同。
[0074]第2開關有源元件804安裝于形成在導電性基板802上的導電性基板802a,導電性基板802a以與導電性基板802的接合面成為絕緣狀態的方式安裝。此外,第2開關有源元件804在表面形成有第2源極電極焊盤827和第2控制電極830。與半導體裝置101中的第2開關有源元件104不同,第2漏極電極焊盤826形成在第2開關有源元件804的背面,以與導電性基板802a的表面的導電層接合的方式進行安裝。由此,第2開關有源元件804的漏極電位由與導電性基板802a的安裝面的導電層導通的電極焊盤826a導出。
[0075]在半導體裝置801中,第I導電性引線831連接第I控制電極829和導電性基板802,第2導電性引線832連接第I源極電極焊盤825和電極焊盤826a。由此,在半導體裝置801中,由第I源極電極焊盤825、第2導電性引線832、電極焊盤826a、第2漏極電極焊盤826、第2源極電極焊盤827、接合線835、導電性基板802、第I導電性引線831以及第I控制電極829形成電流路徑。
[0076]第I開關有源元件803與第I開關有源元件103不同,例如,第2導電性引線832與接合線835之間的距離大。因此,上述的電流路徑與電流路徑140相比,環路面積變大。
[0077][振鈴與電流路徑的衰減常數的關系]
對上述電流路徑140中的環路面積與振鈴的衰減的關系進行說明。
[0078]圖6的(a)是示出半導體裝置101的開關導通時的電流路徑140的等價電路的電路圖。圖6的(b)是不出半導體裝置101的開關截止時的電流路徑140的等價電路的電路圖。
[0079]如圖6的(a)和(b)所示,在圖3的電流路徑140中,包含電流路徑140本身的電容C和電感L。此外,在電流路徑140中,第2開關有源元件104在開關導通時與電阻Rl發揮同等的功能。由此,如圖6的(a)所示,電流路徑140在開關截止時形成RLC諧振電路。另一方面,在電流路徑140中,在開關截止時與電容Cl發揮同等的功能。進而,在半導體裝置101中,由于焊盤和引線而存在前述的寄生參數(電容、電阻、電感)。
[0080]由此,如圖6的(a)所示,電流路徑140可視作形成RLC諧振電路(串聯諧振電路)。
[0081]在此,對上述的RLC諧振電路的動作進行說明。
[0082]RLC諧振電路的衰減系數ζ可由下式表示。在下式中,R、L、C分別表示電流路徑140中的電阻、電感、電容。
[0083]ζ = (R/2) V (C/L)
如果上述衰減系數(是I以上,就可抑制電流路徑140的振蕩。此外,已知衰減系數ζ的值越大,在電流路徑140產生的振鈴就越早平靜下來(衰減)。
[0084]如根據上式可知,想要抑制振蕩、使振鈴快速衰減,最好使RLC諧振電路的電感L盡可能小。而且,電感L通過減小電流路徑140的環路的長度(環路面積)而變小。
[0085]根據以上情況,可知為了使振鈴的衰減盡可能地快,只要使電流路徑的環路面積盡可能小即可。
[0086][進行開關時的電壓變化]
圖7是示出對半導體裝置101仿真開關截止時的第I控制電極129的電壓的時間變化的結果的曲線圖。
[0087]在此,為了進行比較,也將對電流路徑的環路面積比半導體裝置101大的結構的半導體裝置(圖5所示的比較例的半導體裝置801)進行仿真的結果示于同圖。
[0088]如同圖所示,在半導體裝置101 (虛線)中,與半導體裝置801 (實線)相比,從開關截止起直至穩定為截止電壓為止的延遲時間大約為一半,可知振鈴被抑制。在產生振鈴直至衰減而完全截止為止的期間,會從電流路徑140泄漏電流,因此,能通過縮短此期間的時間來減輕電力的損耗。
[0089]像這樣,半導體裝置101通過其結構來抑制由寄生參數造成的對電特性的影響。
[0090][半導體裝置的制造方法]
如前所述,半導體裝置101通過在封裝(T0220封裝)的導電性基板102上安裝第I開關有源元件103和第2開關有源元件104并進行布線處理來制作。
[0091]以下,關于半導體裝置101的制造(制作)方法,按順序說明(I)?(5)的各工序。另外,對于與本發明的特征沒有直接關系、包含在公知技術的范圍內的工序則簡單說明。
[0092](I)在導電性基板102上,如圖1的(a)所示地配置第I開關有源元件103和第2開關有源元件104。此時,以使第I開關有源元件103的第I源極電極焊盤125與第2開關有源元件104的第2漏極電極焊盤126靠近的方式,此外,在不產生短路等問題的范圍內盡可能接近配置。
[0093](2)通過接合線133連接第I控制電極129和第I外部端子121。此外,通過接合線134連接第2控制電極130和第3外部端子123。接合線133、134例如是以鋁為材料的具有導電性的引線。
[0094](3)通過第I導電性引線131連接第I控制電極129和導電性基板102。此時,預先確定連接第2導電性引線132的線路,第I導電性引線131連接在假想與上述線路呈上下并聯的位置。
[0095](4)用第2導電性引線132連接第I源極電極焊盤125和第2漏極電極焊盤126。第2導電性引線132以在半導體裝置101的俯視圖中相對于第I源極電極焊盤125與第2漏極電極焊盤126的相向方向成垂直的方式連接。此時,優選以使從封裝上方進行觀察時的長度盡可能短的方式連接第2導電性引線132。另外,第2導電性引線132通過按(3)的順序配置的第I導電性引線131的上方進行連接。
[0096](5)用接合線134連接第2控制電極130和第3外部端子123。此外,用接合線133連接第I漏極電極焊盤124和第I外部端子121。最后,通過樹脂模盤141密封包含導電性基板102的密封區域。
[0097]經過以上的工序,完成半導體裝置101。
[0098][實施方式2]
按照圖8的(a)以及(b)和圖10對本發明的另一個實施方式進行說明。
[0099]圖8的(a)是示出本發明的第2實施方式的半導體裝置201的結構的平面圖。圖8的(b)是半導體裝置201的側面圖。
[0100]如圖8的(a)和(b)所示,半導體裝置201與半導體裝置101同樣地由T0220的封裝所形成。該半導體裝置201具備導電性基板202、第I開關有源元件203、第2開關有源元件204、第I至第3外部端子221?223、第I導電性引線231、第2導電性引線232a、232b、接合線233a、233b、接合線234、樹脂模盤241以及散熱板242。其中,第I至第3外部端子221?223、接合線234、樹脂模盤241以及散熱板242分別與半導體裝置101中的第I至第3外部端子121?123、接合線134、樹脂模盤141以及散熱板142具有同等的功能。因而,在此省略對它們的詳細說明。
[0101]第I開關有源元件203與第I開關有源元件103不同,具有兩個第I源極電極焊盤225a、225b以及兩個第I漏極電極焊盤224a、224b。此外,第I開關有源元件203具有第I控制電極229。
[0102]第I源極電極焊盤225a、225b相對于通過第I外部端子221的中心線A呈對稱地配置。第I漏極電極焊盤224a、224b在第I源極電極焊盤225a、225b之間相對于中心線A呈對稱地配置。此外,第I控制電極229配置在中心線A上的靠近第2開關有源元件204的一側。
[0103]第2開關有源元件204具有第2漏極電極焊盤226、第2源極電極焊盤227以及第2控制電極230。第2漏極電極焊盤226具有相對于中心線A成對稱的形狀(矩形),以占據第2開關有源元件204的表面的大部分的方式配置。此外,第2源極電極焊盤227配置在與導電性基板202的接觸面(表面的相反側的面)。進而,第2控制電極230配置在第2開關有源元件204的表面中的靠近第3外部端子223的一側。
[0104]接合線233a、233b與中心線A平行地配置,分別連接第I漏極電極焊盤224a、224b和第I外部端子221。此外,接合線234連接第2控制電極230和第3外部端子223。
[0105]第I導電性引線231連接第I控制電極229和導電性基板202。第2導電性引線232a連接第I源極電極焊盤225a和第2漏極電極焊盤226。第2導電性引線232b連接第I源極電極焊盤225b和第2漏極電極焊盤226。
[0106]由此,在半導體裝置201中,由第I源極電極焊盤225a、第2導電性引線232a、第2漏極電極焊盤226、第2源極電極焊盤227、導電性基板202、第I導電性引線231以及第I控制電極229形成第I電流路徑。此外,由第I源極電極焊盤225b、第2導電性引線232b、第2漏極電極焊盤226、第2源極電極焊盤227、導電性基板202、第I導電性引線231以及第I控制電極229形成第2電流路徑。
[0107]在像上述那樣構成的半導體裝置201中,第I源極電極焊盤225a、225b和第2漏極電極焊盤226靠近配置。由此,能使第2導電性引線232a、232b變短。
[0108]在半導體裝置201中,為了像上述那樣使第I源極電極焊盤225a、225b與第2漏極電極焊盤226靠近,配置為使第I開關有源元件203與第2開關有源元件204的間隔為滿足限制條件的最小距離且盡可能窄。在此,所謂上述限制條件,是將第I和第2開關有源元件203、204管芯接合在導電性基板202的裝置(管芯接合器)的接合精度、管芯接合后的管芯接合材料(焊料、銀膏、或環氧樹脂等)的寬度、以及進行第I導電性引線231對導電性基板202的接合的裝置(引線接合器)的接合精度(連接精度)等。此外,最小距離是能夠允許這樣的限制條件的距離,是作為第I和第2開關有源元件203、204之間的距離(間隔)應滿足的最小距尚。
[0109][電流路徑與電路圖]
在圖10示出在半導體裝置201中形成的電流路徑240的電路圖。
[0110]在半導體裝置201中,像上述的那樣作為兩個第I電流路徑和第2電流路徑形成有電流路徑240。雖然在圖10中為了方便而作為I個電流路徑240示出,但是,可以將電流路徑240視作第I電流路徑或第2電流路徑的任一個。由于上述那樣的布線的對稱性,這些電流路徑的環路面積變得相同。
[0111]假如在第I控制電極229配置在從中心線A偏離的位置的情況下,第I電流路徑和第2電流路徑相對于中心線A變得不對稱。在該情況下,第I電流路徑和第2電流路徑的任一方因為其環路面積變得比另一方大,所以容易受到由寄生參數造成的對電特性的影響。
[0112]例如,在不是將第I控制電極229配置在兩個第I源極電極焊盤225a、225b之間而是配置在外側的情況下,第I導電性引線231不是配置在兩根第2導電性引線232a、232b之間,而是配置在外側。在該情況下,第I電流路徑和第2電流路徑相對于中心線A變得不對稱,在它們的環路面積產生不均衡,因此,產生前述那樣的問題。
[0113]進而,被第I和第2電流路徑所共用的第I導電性引線231配置在中心線A上,由此,即使在第I導電性引線231施加電壓,也不會在電路上產生任何不良。然而,由于第I和第2電流路徑240像上述的那樣相對于中心線A不對稱,所以,當在第I導電性引線231施加電壓時,有可能由于第I和第2電流路徑240的諧振頻率的不同而產生未想到的振動。
[0114]像以上那樣,本實施方式的半導體裝置201可確保布線的對稱性,因此,是可抑制由封裝的寄生參數造成的對電特性的影響的結構。
[0115]另外,通過應用本實施方式的結構,從而半導體裝置201能具有3個以上的電流路徑。
[0116]在該情況下,第I開關有源元件203設置有3個以上的第I源極電極焊盤和第I漏極電極焊盤。此外,第I開關有源元件203還設置有與第I源極電極焊盤相同數量的、連接第I源極電極焊盤和第2漏極電極焊盤的第2導電性引線。第2導電性引線相對于上述的中心線A呈對稱且平行地配置。但是,在第2導電性引線是奇數根的情況下,I根配置在中心線A上。
[0117][實施方式3]
按照圖11的(a)以及(b)和圖12對本發明的一個實施方式的半導體裝置進行說明。
[0118][半導體裝置的構造]
圖11的(a)是示出本發明的一個實施方式的半導體裝置401的結構的平面圖。圖11的(b)是示出半導體裝置401的結構的側面圖。此外,圖12是示出半導體裝置401的電路結構的電路圖。
[0119]如圖11的(a)所示,半導體裝置401由具有3個外部端子的T0220的封裝所形成。該半導體裝置401具備導電性基板402、第I開關有源元件403、第2開關有源元件404、第I和第2導電性引線431、432、接合線433、434、樹脂模盤441以及散熱板442。此外,半導體裝置401作為3個外部端子而具備第I至第3外部端子421?423。
[0120]第I開關有源元件403例如是具有GaN層的場效應管(GaN場效應管),是常開型。第2開關有源元件404例如是MOS型的場效應管(M0SFET),是常關型。
[0121]導電性基板402的整體以及第I至第3外部端子421?423的一端側被樹脂模盤441所覆蓋。第I外部端子421和第3外部端子423未與導電性基板402連接,402的搭載芯片(die)的面進行下移安置(down set)。第2外部端子422以與導電性基板402成為一體的狀態進行下移安置。
[0122]散熱板442與導電性基板402呈一體形成,以露出在樹脂模盤441的外部的方式設置。該散熱板442為了將配置在導電性基板402的第I開關有源元件403和第2開關有源元件404發出的熱放出到外部而設置。
[0123]在導電性基板402上配置有第I開關有源元件403和第2開關有源元件404。
[0124]在第I開關有源元件403中,在與導電性基板402的接觸面的相反側的面(以下,表面)形成有兩個第I漏極電極焊盤424、與第I漏極電極焊盤424相同數量的第I源極電極焊盤425、第I控制電極429。在第2開關有源元件404中,在與導電性基板402的接觸面的相反側的面(以下,表面)形成有第2控制電極430、表面源極電極焊盤428、以及與上述第I源極電極焊盤425相同數量(兩個)的第2漏極電極焊盤426。此外,在上述接觸面(以下,背面)如圖11的(b)所示地形成有第2源極電極焊盤427。
[0125]第I源極電極焊盤425與第2漏極電極焊盤426以使最接近的邊彼此相向的方式配置在導電性基板402上。此外,第I漏極電極焊盤424與第I外部端子421通過兩根接合線433連接。進而,第2控制電極430與第3外部端子423通過接合線434連接。第2源極電極焊盤427與表面源極電極焊盤428通過第2開關有源元件404進行電連接。
[0126]第I控制電極429與表面源極電極焊盤428經由第I導電性引線431連接。兩個第I源極電極焊盤425與兩個第2漏極電極焊盤426分別經由第2導電性引線432以第I導電性引線431作為中心軸呈軸對稱地連接。
[0127]S卩,第I源極電極焊盤425和第2漏極電極焊盤426以將第I導電性引線431作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式配置。此外,第I源極電極焊盤425和第2漏極電極焊盤426以將第I導電性引線431作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式通過第2導電性引線432進行連接。
[0128]進而,在半導體裝置401中,第I控制電極429與表面源極電極焊盤428經由第I導電性引線431進行連接。
[0129]根據以上的結構,在半導體裝置401中,作為,經由第I源極電極焊盤425、第2導電性引線432、第2漏極電極焊盤426、表面源極電極焊盤428、第I導電性引線431以及第I控制電極429的兩個環路狀的電流路徑(第I和第2電流路徑)在進行共源共柵連接的第I開關有源元件403和第2開關有源元件404的俯視圖中以第I導電性引線431為對稱軸而形成在相互軸對稱的位置。
[0130]像這樣,通過將第I和第2電流路徑做成為軸對稱的結構,從而與不對稱地形成有兩個或其以上的電流路徑的半導體裝置相比,能抑制由寄生參數造成的對電特性的影響。
[0131]此外,在半導體裝置401中,以使第I源極電極焊盤425和第2漏極電極焊盤426盡可能靠近地配置的方式,使第I開關有源元件403和第2開關有源元件404盡可能靠近安裝。即,隔開滿足限制條件的最小距離進行安裝。半導體裝置401的限制條件根據由管芯接合器進行的對導電性基板402的第I和第2開關有源元件403、404的搭載精度所決定。
[0132]除此以外,在半導體裝置401中,在布線的限制的范圍內盡可能對第2導電性引線432較低地進行布線。在此,所謂布線的限制,是對半導體裝置401中的布線的高度的限制,是由樹脂模盤441的厚度、各種引線的性能、以及安裝條件等決定的限制。
[0133]像以上那樣,本實施方式是如下的結構,S卩,通過使第I開關有源元件403與第2開關有源元件404的間隔窄到上述限制條件的極限,此外,同時,通過使布線的高度盡可能低地進行布線,從而使第2導電性引線432的長度最短。由此,電流路徑的環路面積變小,因此,能將由寄生參數造成的對電特性的影響抑制為最小限度。
[0134][電流路徑與電路圖]
在圖12示出作為第I和第2電流路徑表示的電流路徑440的電路圖。相對于前實施方式的電流路徑240的電路的電流路徑440的電路的差異,是在電路中未包含導電性基板402。
[0135]在電流路徑440中,第I開關有源元件403的漏極電極(第I漏極電極焊盤424)與第I外部端子421連接。此外,第I開關有源元件403的源極電極(第I源極電極焊盤425)與第2開關有源元件404的漏極電極(第2漏極電極焊盤426)連接。進而,第I開關有源元件403的柵極電極(第I控制電極429 )與第2開關有源元件404的表面源極電極(表面源極電極焊盤428)連接。第2開關有源元件404的另一個源極電極(第2源極電極焊盤427)經由導電性基板402與第2外部端子422連接。而且,第2開關有源元件404的柵極電極(第2控制電極430)與第3外部端子423連接。此外,第I控制電極429與表面源極電極焊盤428用第I導電性引線431進行連接。此外,第I源極電極焊盤425和第2漏極電極焊盤426經由第2導電性引線432進行連接。
[0136]如前所述,在半導體裝置401中,作為電流路徑440,經由第I源極電極焊盤425、第2導電性引線432、第2漏極電極焊盤426、表面源極電極焊盤428、第I導電性引線431以及第I控制電極429的兩個環路狀的電流路徑440在半導體裝置401的俯視圖中將第I導電性引線431作為對稱軸而形成在相互軸對稱的位置。其結果是,兩個電流路徑440的環路面積和形狀變得相等。
[0137]在此,所謂電流路徑440的環路面積,是電流路徑440的俯視圖或側視圖中的投影面積。假如在兩個電流路徑440的環路面積是不同的面積或形狀的情況下,會變得容易受至岫寄生參數造成的對電特性的影響。在本實施方式中,因為以相對于第I導電性引線431成為軸對稱的方式形成電流路徑440,因此,它們的環路面積相等,難以受到由寄生參數造成的對電特性的影響。
[0138]關于半導體裝置401的動作和制造方法,因為與前述的實施方式相同,所以省略。
[0139][限制條件的比較]
根據本實施方式的半導體裝置401的結構,與在前實施方式中如圖8的(a)和(b)所示的、將第I導電性引線231的一端降低到第I開關有源元件203與第2開關有源元件204之間的導電性基板202上進行連接的結構(以下,稱為構成X)相比,能使上述第I和第2開關有源元件203、204相互更加靠近。因而,能使電流路徑440的環路面積比電流路徑240的環路面積小,其結果是,能進一步抑制振鈴。以下對其理由進行說明。
[0140]另外,在此,將第I開關有源元件與第2開關有源元件之間稱為“芯片間”。
[0141]首先,在結構X中,第I和第2開關有源元件通過焊料、銀膏、或作為絕緣性的材料通過環氧樹脂等材料(管芯接合材料)與導電性基板連接(管芯接合)。因此,必須考慮前述的限制條件,即,進行管芯接合的裝置(管芯接合器)的接合精度、管芯接合后的管芯接合材料的寬度、以及在芯片間進行第I導電性引線的接合的裝置(引線接合器)的接合精度(連接精度)等來設計芯片間的間隔。作為引線接合器的接合精度,包括第I和第2開關有源元件的厚度和引線接合器的工具的厚度、以及引線接合器本身的精度等。
[0142]另一方面,在本實施方式的半導體裝置401中,無需考慮上述的情況。這是因為,在其一端與第I控制電極429連接的第I導電性引線431中,另一端與形成在第2開關有源元件404的表面的表面源極電極焊盤428連接,而未與導電性基板402連接。故此,(雖然需要考慮由管芯接合器進行的對導電性基板402的第I和第2開關有源元件403、404的搭載精度),但是,與無需考慮上述的情況相應地,與結構X相比,能縮小芯片間的距離。
[0143]進而,在結構X的情況下,根據導電性基板的表面狀態,可想到為了使之成為能進行接合的表面狀態而需要進行表面清洗的情況。但是,在半導體裝置401的結構中,無需這樣的過程。
[0144]像這樣,在本實施方式的半導體裝置401中,通過做成為將第I導電性引線431與表面源極電極焊盤428連接的結構,從而無需將第I導電性引線431在芯片間與導電性基板402連接。因此,與將第I導電性引線與導電性基板連接的結構X相比,能縮小芯片間即第I和第2開關有源元件403、404之間的距離。進而,具有無需進行引線接合用的導電性基板402表面清洗的制造過程的優點。即,半導體裝置401與結構X相比,安裝的過程簡便,因而,是容易安裝的結構。
[0145][實施方式4]
按照圖9對本發明的另一個實施方式進行說明。
[0146]圖9是示出本實施方式的電機驅動系統301的結構的電路圖。
[0147]如圖9所示,電機驅動系統301以如下方式構成,即,根據交流電源302的交流電壓,由三相交流電壓產生部303產生三相交流電壓,施加在電機304 (三相交流電機)。
[0148]三相交流電壓產生部303具有線圈311、整流器312、平滑電容器313、逆變器314、驅動器315以及控制部316。
[0149]整流器312對從交流電源302經由線圈311接受的交流電壓進行全波整流。平滑電容器313對由整流器312進行整流的交流電壓進行平滑化。
[0150]逆變器314 (電子設備)開關元件SWl?SW6,開關元件SW1、SW2和開關元件SW3、SM和開關元件SW5、SW6分別以串聯方式連接在平滑電容器313的兩端之間。二極管Dl?D6分別連接在開關元件SWl?SW6的兩端之間。開關元件SWl?SW6由前述的半導體裝置101、201、901的任一個構成。
[0151]逆變器314中的開關元件SWl?SW6基于來自驅動器315的驅動信號進行開關,由此,將由平滑電容器313進行平滑化的直流電壓變換為U相、V相、W相的三相交流電壓提供給電機304。電機304通過該3相交流電壓進行旋轉。
[0152]控制部316基于由未圖示的輸出電壓檢測器檢測的三相交流電壓來輸出提供給驅動器315的控制信號。驅動器315基于該控制信號輸出驅動信號。
[0153]在上述的電機驅動系統301中,作為逆變器314中的開關元件SWl?SW6,可使用抑制了由封裝的寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響的半導體裝置101、201、401、901的任一個。由此,可縮短進行開關時的電壓變動達到收斂的時間,因此,能一邊抑制功耗一邊穩定地驅動電機304。此外,上述那樣的電機驅動系統301可利用于驅動冰箱、空調這樣的設備的壓縮機,因此,有助于這些設備中的動作的穩定性和低功耗化。
[0154][附注事項]
另外,本實施方式也能像表現為如下所述。
[0155]即,半導體裝置是作為常開型的第I開關有源元件和作為常關型的第2開關有源元件以進行共源共柵連接的方式安裝在導電性基板上進行密封的半導體裝置,其中,上述第I開關有源元件具有形成在其表面的第I源極電極焊盤、第I漏極電極焊盤以及第I控制電極,上述第2開關有源元件具有形成在其表面的第2漏極電極焊盤和第2控制電極,并且具有形成在上述第2開關有源元件中的成為與上述導電性基板的接觸面的背面的第2源極電極焊盤,上述第I控制電極通過第I導電性引線與上述導電性基板連接,上述第I源極電極焊盤與上述第2漏極電極焊盤配置在靠近的位置,通過第2導電性引線進行連接。
[0156]此外,本實施方式的半導體裝置也能表現為如下所述。
[0157]本實施方式的第I半導體裝置,是作為常開型的第I開關有源元件和作為常關型的第2開關有源元件以進行共源共柵連接的方式安裝在導電性基板上進行密封的半導體裝置,其中,上述第I開關有源元件具有形成在其表面的第I源極電極焊盤、第I漏極電極焊盤以及第I控制電極,上述第2開關有源元件具有形成在其表面的第2漏極電極焊盤以及第2控制電極,并且具有形成在上述第2開關有源元件中的成為與上述導電性基板的接觸面的背面的第2源極電極焊盤,上述第I控制電極通過第I導電性引線與上述導電性基板連接,上述第I源極電極焊盤與上述第2漏極電極焊盤配置在以能允許至少在上述導電性基板搭載上述第I開關有源元件和上述第2開關有源元件的搭載精度以及上述第I導電性引線對上述導電性基板的連接精度的最小距離靠近的位置,通過第2導電性引線進行連接。
[0158]在上述第I半導體裝置中,優選在上述半導體裝置的俯視圖中上述第I導電性引線形成于隱藏在上述第2導電性引線的正下方的位置。
[0159]根據上述結構,上述俯視圖中的電流路徑的環路面積(投影面積)變為最小(大致為零)。其結果是,能抑制由寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響。
[0160]在上述第I半導體裝置中,優選上述第I源極電極焊盤設置有多個,配置在相對于上述第I導電性引線對稱的位置,上述第2導電性引線設置有與上述第I源極電極焊盤相同數量,配置在相對于上述第I導電性引線對稱的位置。
[0161]根據上述結構,半導體裝置包含將多個第I源極電極焊盤和與其對應的多個第2導電性引線作為構成要素而形成的多個電流路徑。此外,它們配置在相對于第I導電性引線對稱的位置。由此,對于每個電流路徑,能抑制由封裝的寄生參數造成的對半導體裝置的電特性的影響。
[0162]此外,本實施方式的第2半導體裝置,是作為常開型的第I開關有源元件和作為常關型的第2開關有源元件以進行共源共柵連接的方式安裝在導電性基板上進行密封的半導體裝置,其中,第I開關有源元件具有形成在其表面的多個第I源極電極焊盤、與上述第I源極電極焊盤相同數量的第I漏極電極焊盤、以及第I控制電極,上述第2開關有源元件具有形成在其表面的與上述第I源極電極焊盤相同數量的第2漏極電極焊盤、第2控制電極以及表面源極電極焊盤,上述第I源極電極焊盤與上述第2漏極電極焊盤配置在以能允許至少在上述導電性基板搭載上述第I開關有源元件和上述第2開關有源元件的搭載精度的最小距離靠近的位置,上述第I控制電極和上述表面源極電極焊盤通過第I導電性引線連接,上述表面源極電極焊盤與在上述第2開關有源元件中形成在成為與上述導電性基板的接觸面的背面的第2源極電極焊盤電連接,進而,上述第I源極電極焊盤和上述第2漏極電極焊盤以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式配置,而且以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式通過第2導電性引線進行連接。
[0163]在上述第I或第2半導體裝置中,優選上述第I開關有源元件是具有GaN層的場效應管,上述第2開關有源元件是MOS型的場效應管。
[0164]在上述的結構中,第I開關有源元件是具有GaN層的場效應管,該GaN層具有高耐受電壓、高速動作性、高耐熱性、低導通電阻等優秀的性質。由此,在將這樣的第I開關有源元件與第2開關有源元件組合而作為常關型進行動作的半導體裝置中,能像上述的那樣提聞開關特性。
[0165][實施方式的總結]
以上結束對實施方式的說明,但是,本發明并不限定于上述的各實施方式,能在權利要求所示的范圍進行各種變更,關于對在不同的實施方式中分別公開的技術手段進行適當組合而得到的實施方式,也應認為包含在本發明的技術范圍中。
[0166]產業上的可利用性
本發明能特別適合利用于冰箱、空調等電子設備類。
[0167]附圖標記說明
101:半導體裝置;
102:導電性基板;
103--第I開關有源元件;
104--第2開關有源元件;
121--第I外部端子;
122:第2外部端子;
123:第3外部端子;
124--第I漏極電極焊盤;
125:第I源極電極焊盤;
126:第2漏極電極焊盤;
127:第2源極電極焊盤;
129--第I控制電極;
130:第2控制電極;
131--第I導電性引線;
132--第2導電性引線;
133:接合線;
134:接合線;
140:電流路徑;
141:樹脂模盤;
201:半導體裝置;
202:導電性基板;
203--第I開關有源元件;
204--第2開關有源元件;
221--第I外部端子;
222--第2外部端子;223:第3外部端子;
224--第I漏極電極焊盤;224a --第I漏極電極焊盤;224b --第I漏極電極焊盤;225a --第I源極電極焊盤;225b:第I源極電極焊盤;
226:第2漏極電極焊盤;
227:第2源極電極焊盤;
229--第I控制電極;
230:第2控制電極;
231--第I導電性引線;232a:第2導電性引線;232b --第2導電性引線;233a:接合線;233b:接合線;
234:接合線;
240:電流路徑;
241:樹脂模盤;
401:半導體裝置;
402:導電性基板;
403--第I開關有源元件;
404--第2開關有源元件;
421--第I外部端子;
422--第2外部端子;
423:第3外部端子;
424--第I漏極電極焊盤;
425:第I源極電極焊盤;
426:第2漏極電極焊盤;
427:第2源極電極焊盤;
428:表面源極電極焊盤;
429--第I控制電極;
430:第2控制電極;
431--第I導電性引線;
432--第2導電性引線;
433:接合線;
434:接合線;
440:電流路徑;
441:樹脂模盤;
301:電機驅動系統;314:逆變器(電子設備);
901:半導體裝置;
902:導電性基板;
903--第I開關有源元件;
904--第2開關有源元件;
921--第I外部端子;
922--第2外部端子;
923--第3外部端子;
924:第I漏極電極焊盤;
925:第I源極電極焊盤;
926:第2漏極電極焊盤;
927:第2源極電極焊盤;
929--第I控制電極;
930:第2控制電極;
931--第I導電性引線;
932--第2導電性引線;
933:接合線;
934:接合線;
941:樹脂模盤;
960:電流路徑;
Sffl~SW6:開關元件。
【權利要求】
1.一種半導體裝置,作為常開型的第I開關有源元件和作為常關型的第2開關有源元件以進行共源共柵連接的方式安裝在導電性基板上進行密封,所述半導體裝置的特征在于, 上述第I開關有源元件具有形成在其表面的第I源極電極焊盤、第I漏極電極焊盤以及第I控制電極, 上述第2開關有源元件具有形成在其表面的第2漏極電極焊盤和第2控制電極,并且具有形成在上述第2開關有源元件中的成為與上述導電性基板的接觸面的背面的第2源極電極焊盤, 上述第I控制電極通過第I導電性引線與上述導電性基板連接, 上述第I源極電極焊盤和上述第2漏極電極焊盤配置在以能允許至少在上述導電性基板搭載上述第I開關有源元件和上述第2開關有源元件的搭載精度以及上述第I導電性引線對上述導電性基板的連接精度的最小距離靠近的位置,通過第2導電性引線進行連接。
2.根據權利要求1所述的半導體裝置,其特征在于, 在上述半導體裝置的俯視圖中,上述第I導電性引線形成在隱藏于上述第2導電性引線的正下方的位置。
3.根據權利要求1所述的半導體裝置,其特征在于, 上述第I源極電極焊盤設置有多個,配置在相對于上述第I導電性引線對稱的位置,上述第2導電性引線設置有與上述第I源極電極焊盤相同數量,配置在相對于上述第I導電性引線對稱的位置。
4.一種半導體裝置,作為常開型的第I開關有源元件和作為常關型的第2開關有源元件以進行共源共柵連接的方式安裝在導電性基板上進行密封,所述半導體裝置的特征在于, 第I開關有源元件具有形成在其表面的多個第I源極電極焊盤、與上述第I源極電極焊盤相同數量的第I漏極電極焊盤、以及第I控制電極, 上述第2開關有源元件具有形成在其表面的與上述第I源極電極焊盤相同數量的第2漏極電極焊盤、第2控制電極以及表面源極電極焊盤, 上述第I源極電極焊盤和上述第2漏極電極焊盤配置在以能允許至少在上述導電性基板搭載上述第I開關有源元件和上述第2開關有源元件的搭載精度的最小距離靠近的位置, 上述第I控制電極和上述表面源極電極焊盤通過第I導電性引線進行連接, 上述表面源極電極焊盤與在上述第2開關有源元件中形成在成為與上述導電性基板的接觸面的背面的第2源極電極焊盤電連接, 進而,上述第I源極電極焊盤和上述第2漏極電極焊盤以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式配置,而且以將上述第I導電性引線作為對稱軸而成為軸對稱的結構的方式通過第2導電性引線進行連接。
5.根據權利要求1至4的任一項所述的半導體裝置,其特征在于, 上述第I開關有源元件是具有GaN層的場效應管, 上述第2開關有源元件是MOS型的場效應管。
6.—種電子設備,其特征在于,具備權利要求1至5的任一項 所述的半導體裝置,作為開關元件。
【文檔編號】H01L25/07GK103946978SQ201280057121
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2011年11月24日
【發明者】谷口清美, 植田順, 小野敦 申請人:夏普株式會社