半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内置包含二极管在内的电路而成的功率模块等半导体装置，特别地，涉及该装置的小型化。
【背景技术】
[0002]在具有转换器电路的功率模块等半导体装置中，半导体装置的小型化成为课题，其中，该转换器电路构成为将纵向型半导体器件在同一方向上电气地串联连接。
[0003]通常，在半导体装置内，构成二极管、晶体管等半导体元件的芯片以同一电极面成为相同极性的方式搭载。例如，在构成由多个二极管组成的半导体装置的情况下，在各芯片中表面全都以配置正极电极的方式形成。因此，在将芯片(半导体元件)的极性在同一方向上串联连接的情况下，由于作为连接对象的芯片彼此的电极是不同极，因此为了将在一个芯片的表面形成的电极与在另一个芯片的背面形成的电极电连接，需要进行经由导线键合、金属图案等电气配线实现的工作量较大的配线。
[0004]当前，在专利文献1、专利文献2所公开的技术中，提出了如下的半导体装置，其为了解决上述课题，将多个纵向型半导体器件(半导体元件)层叠而串联连接。
[0005]专利文献1:日本特开2007 - 27432号公报
[0006]专利文献2:日本特开2008 - 244388号公报
[0007]但是，在如专利文献1、专利文献2所公开的技术那样，将多个半导体元件层叠而串联连接的半导体模块中具有以下所述的问题。
[0008]第1，由于在直接搭载于支撑板(基板)的芯片(下侧芯片)上叠放的芯片(上侧芯片)不与支撑板、即散热部件接触，因此散热性较差。另外，由于下侧芯片还作为上侧芯片发热时的散热路径而搭载，因此受到热干涉。如上所述，存在散热性劣化的第I问题。
[0009]而且，由于需要连接用于从下侧芯片和上侧芯片的连接面取出输出电流的电极，因此需要与下侧芯片的大小相比减小上侧芯片的大小，存在上下性能变得不均等的第2问题。
【发明内容】
[0010]本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于得到一种半导体装置，该半导体装置实现装置的小型化，并且散热性好，对搭载的半导体元件(芯片)的大小不造成限制。
[0011]本发明所涉及的技术方案I所记载的半导体装置的特征在于，具有:第I半导体元件，其搭载在第I电路图案上，具有第I 一个以及另一个电极区域；以及第2半导体元件，其相对于所述第I半导体元件独立地搭载在第2电路图案上，具有第2 —个以及另一个电极区域，所述第I半导体元件的所述第I一个电极区域经由中间连接点而与所述第2半导体元件的所述第2另一个电极区域电连接，所述第I以及第2半导体元件中的至少一个半导体元件是二极管，以所述第I 一个电极区域相对于所述第I另一个电极区域的第I上下关系、与所述第2另一个电极区域相对于所述第2 —个电极区域的第2上下关系一致的方式，形成所述第I以及第2半导体元件。
[0012]发明的效果
[0013]技术方案I所记载的本发明的半导体装置的特征在于，以第I 一个电极区域相对于第I另一个电极区域的第I上下关系、与第2另一个电极区域相对于第2 —个电极区域的第2上下关系一致的方式，形成第I以及第2半导体元件。
[0014]由于技术方案I所记载的本发明具有上述特征，因此能够比较简单地进行以彼此共同的上下关系形成的第I一个电极区域以及第2另一个电极区域之间的电连接，相应地能够减小装置内的电路面积。
[0015]而且，由于并非是层叠而是彼此独立地形成第I以及第2半导体元件，因此不会使散热性恶化，在形成第I以及第2半导体元件时也不会造成限制。
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明中的半导体装置的原理的说明图。
[0017]图2是表示本发明所涉及的实施方式I即具有转换器电路的功率模块的结构的说明图。
[0018]图3是表示本发明所涉及的实施方式2即具有转换器电路的功率模块的结构的说明图。
[0019]图4是表示图3(b)的A — A剖面的剖面构造的剖面图。
[0020]图5是表示本发明所涉及的实施方式3即具有降压斩波器电路的功率模块的结构的说明图。
[0021]图6是表示本发明所涉及的实施方式4即具有升压斩波器电路的功率模块的结构的说明图。
[0022]图7是表示用于实现图1(a)所示的转换器电路的现有的功率模块的具体结构的说明图。
[0023]图8是表示用于实现图2(a)所示的转换器电路的现有的功率模块的具体结构的说明图。
[0024]标号的说明
[0025]1、101、201P 端子，2、102、202N 端子，3、31 ?33、103、203 中间端子，5P 图案，6N 图案，7中间图案，8晶体管图案，9 二极管图案，1A?13A、21A?23A表面正极区域，18E、82E表面发射极区域，IlK?13K、19K、20K?23Κ、81Κ表面负极区域，25导线，41?43、80共同图案，51、52IGBT，Dl、D2、DlO ?D13、D20 ?D23 二极管。
【具体实施方式】
[0026]〈发明的原理〉
[0027]图1是表示本发明的半导体装置即功率模块的原理的说明图。如本图(a)所示，转换器电路由串联连接的二极管Dl及D2(第I及第2半导体元件)的组合(以虚线包围的部位)构成。具体来说，二极管Dl(第I 二极管)的负极(第I另一个电极区域)与P端子I连接，二极管Dl的正极(第I 一个电极区域)与二极管D2 (第2 二极管)的负极(第2另一个电极区域)电连接，二极管D2的正极(第2—个电极区域)与N端子2连接。并且，在二极管Dl的正极、二极管D2的负极间的中间连接点设置中间端子3。
[0028]在本图(b)中示出用于实现本图(a)所示的转换器电路的具体结构。如本图所示，将P图案5(第I电路图案)、N图案6(第2电路图案)、以及中间图案7作为转换器电路用电路图案而设置。上述P图案5、N图案6以及中间图案7例如在未图示的基板(支撑板)上彼此独立地形成。
[0029]并且，在P图案5上搭载有在上方具有表面正极区域1A的二极管Dl ( 二极管Dl用芯片)，在N图案6上搭载有在上方具有表面负极区域20K的二极管D2( 二极管D2用芯片)。
[0030]表面正极区域1A及表面负极区域20K间通过设置于上方的导线25 (导电部件)而电连接。为了供给大电流而使用多根导线25。另外，表面正极区域1A及中间图案7间通过设置于上方的导线25而电连接。通过以上述方式构成，能够设置从N图案6 (N端子2)经由二极管D2以及二极管Dl(以及中间图案7 (中间端子3))向P图案5 (P端子I)流动的电流路径26 (27)。
[0031]图7是表示用于实现图1(a)所示的转换器电路的现有的功率模块的具体结构的说明图。
[0032]如本图所示，将P图案55、N图案56A、N图案56B、以及中间图案57作为转换器电路用电路图案而设置，在P图案55上搭载有在上方具有表面正极区域60A的二极管Dl ( 二极管Dl用芯片)，在N图案56A上搭载有在上方具有表面正极区域70A的二极管D2 ( 二极管D2用芯片)。
[0033]并且，位于表面正极区域70A的下方的背面负极区域70BK(未图示)和表面正极区域60A之间的电连接按照以下方式进行。与背面负极区域70BK电连接的连接图案56CP设置于N图案56A的表面，该连接图案56CP及表面正极区域70A间通过设置于上方的导线25而电连接。此外，在图7中连接图案56CP不过是示意性地示出，不一定与实际的形状一致。
[0034]另外，表面正极区域60A及中间图案57间通过设置于上方的导线25而电连接，表面正极区域70A及N图案56B间通过设置于上方的导线25X而电连接。
[0035]通过以上述方式构成，能够设置从N图案56A及56B(N端子2)经由二极管D2以及二极管Dl (以及中间图案57 (中间端子3))向P图案55 (P端子I)流动的电流路径26 (27)。
[0036]如利用图1所说明的那样，在本发明的功率模块中，在转换器电路中使用的二极管芯片的组合是由表面正极(背面负极)的二极管Dl( 二极管Dl用芯片)和背面正极(表面负极)的二极管D2 ( 二极管D2用芯片)的组合构成的。
[0037]S卩，通过使用正极、负极的上下关系不同的2种二极管Dl及D2，从而能够实现电路图案的片数的减少、面积缩小以及图案设计的自由化。
[0038]从图1和图7的比较可知，根据本发明的原理，所需的电路图案数量是3片(P图案5、N图案6、以及中间图案7)，与之相对，在现有结构中是4片(P图案55、N图案56A、N图案56B以及中间图案57)。
[0039]另外，在现有结构中，为了背面负极区域70BK以及表面正极区域60A之间的电连接，需要在N图案56A设置连接图案56CP，另外，需要将表面正极区域70A以及N图案56B间进行通过导线25X而实现的电连接。与此相对，根据本发明的原理，不需要上述的连接图案56CP以及导线25X，相应地能够减少电路面积、导线等金属配线部位。因此，本发明能够实现电路面积的缩小效果、通过金属配线部位的削减而能够实现组装时间的缩短效果。