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公開番号2025126631
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022959
出願日2024-02-19
発明の名称窒化物半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 23/48 20060101AFI20250822BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】寄生インダクタンスを低減しつつサージ保護を行うこと。
【解決手段】窒化物半導体装置100は、ソースパッド103と第1のリードフレーム131とを接続する第1の接続部材121と、ドレインパッド104と第2のリードフレーム132とを接続する第2の接続部材122と、ゲートパッド102と第3のリードフレーム133とを接続する第3の接続部材123とを含む。第3のリードフレーム133にはサージ保護ダイオードチップ111が実装されている。窒化物半導体装置100はさらに、第1の接続部材121よりも第3のリードフレーム133に近い位置で第1のリードフレーム131とソースパッド103とを接続する第4の接続部材124と、第1の接続部材121よりも第3のリードフレーム133に近い位置で第1のリードフレーム131とサージ保護ダイオードチップ111とを接続する第5の接続部材125とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒化物半導体により構成されたトランジスタと、前記トランジスタに電気的に接続されたゲートパッド、ソースパッド、およびドレインパッドとを含むトランジスタチップと、
前記ソースパッドに電気的に接続された第１の接続部材と、
前記第１の接続部材に電気的に接続された第１のリードフレームと、
前記ドレインパッドに電気的に接続された第２の接続部材と、
前記第２の接続部材に電気的に接続された第２のリードフレームと、
前記ゲートパッドに電気的に接続された第３の接続部材と、
前記第３の接続部材に電気的に接続された第３のリードフレームと、
前記トランジスタチップが実装された第４のリードフレームと、
前記第３のリードフレームに実装されたサージ保護ダイオードチップと、
前記第１の接続部材よりも前記第３のリードフレームに近い位置で前記第１のリードフレームと前記ソースパッドとに電気的に接続された第４の接続部材と、
前記第１の接続部材よりも前記第３のリードフレームに近い位置で前記第１のリードフレームと前記サージ保護ダイオードチップとに電気的に接続された第５の接続部材と、
を備える窒化物半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第４の接続部材は前記第３の接続部材よりも短い長さを有する、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項３】
前記第４の接続部材は前記第５の接続部材よりも短い長さを有する、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項４】
前記第１のリードフレームは、互いに分離されるとともに同じ電位が印加されるように構成された第１の領域および第２の領域を含み、
前記第２の領域は、前記第１の領域よりも前記第３のリードフレームに近接して設けられており、
前記第１の接続部材は前記第１の領域に接続されており、
前記第４の接続部材は前記第２の領域に接続されている、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項５】
前記第４の接続部材は前記第３の接続部材よりも短い長さを有する、請求項４に記載の窒化物半導体装置。
【請求項６】
前記第４の接続部材は前記第５の接続部材よりも短い長さを有する、請求項４に記載の窒化物半導体装置。
【請求項７】
前記ソースパッドは、主領域と、前記主領域から前記ゲートパッドに向かって延在する延在領域とを含み、
前記第４の接続部材は前記延在領域に接続されている、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項８】
前記第１のリードフレームは、互いに分離されるとともに同じ電位が印加されるように構成され、平面視で第１方向に並んで配置される第１の領域および第２の領域を含み、
前記第２の領域は、前記第１方向において前記第１の領域よりも前記第３のリードフレームに近接して設けられており、
前記ソースパッドは、平面視で前記第１方向と直交する第２方向に延在する主領域と、前記主領域から前記ゲートパッドに向かって前記第１方向に延在する延在領域とを含み、
前記延在領域は、前記第２の領域と前記第２方向に対向しており、
前記第１の接続部材は、前記第１の領域と前記主領域とに接続されており、
前記第４の接続部材は、前記第２の領域と前記延在領域とに接続されている、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項９】
前記第１の接続部材および前記第２の接続部材がブリッジ形状を有する導電性クリップである、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
【請求項１０】
前記第３の接続部材、前記第４の接続部材、および前記第５の接続部材が導電性ワイヤである、請求項１に記載の窒化物半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、窒化物半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ族窒化物半導体（以下、単に「窒化物半導体」と言う場合がある）を用いた高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor：ＨＥＭＴ）の製品化が進んでいる。ＨＥＭＴは、半導体ヘテロ接合の界面付近に形成された二次元電子ガス（2-Dimensional Electron Gas：２ＤＥＧ）を導電経路（チャネル）として使用する。ＨＥＭＴを利用したパワーデバイスは、典型的なシリコン（Ｓｉ）パワーデバイスと比較して低オン抵抗および高速・高周波動作可能なデバイスとして認知されている。
【０００３】
ＨＥＭＴにおいて、高速スイッチング特性を生かすにはスイッチング損失を可能な限り小さくする必要がある。ＨＥＭＴのスイッチング動作に影響を及ぼす要因の一つに、ＨＥＭＴのソース端子に結合される寄生インダクタンスによって生じる起電ノイズがある。このような寄生インダクタンスに起因した起電ノイズの影響を取り除くべく、ソース端子に加えてケルビンソース端子（ドライバソース端子とも呼ばれる）を用いることが行われている。例えば特許文献１は、ドライバソースリードを備えた半導体装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－２０２３１０号公報
【０００５】
［概要］
ケルビンソース端子を用いる窒化物半導体装置では、ゲート－ソース間電圧を制御する充放電経路においてケルビンソース端子に結合される寄生インダクタンスが存在する。このようなケルビンソース端子に結合される寄生インダクタンスもスイッチング損失を生じさせる要因となる。また、ゲート－ソース間には、静電気等に起因する予期せぬサージが印加される場合があり、このようなサージは、ゲートーソース間の絶縁を破壊する要因となる。
【０００６】
本開示の一態様による窒化物半導体装置は、トランジスタチップを含む。トランジスタチップは、窒化物半導体により構成されたトランジスタと、前記トランジスタに電気的に接続されたゲートパッド、ソースパッド、およびドレインパッドとを含む。窒化物半導体装置はさらに、前記ソースパッドに電気的に接続された第１の接続部材と、前記第１の接続部材に電気的に接続された第１のリードフレームと、前記ドレインパッドに電気的に接続された第２の接続部材と、前記第２の接続部材に電気的に接続された第２のリードフレームと、前記ゲートパッドに電気的に接続された第３の接続部材と、前記第３の接続部材に電気的に接続された第３のリードフレームと、前記トランジスタチップが実装された第４のリードフレームと、前記第３のリードフレームに実装されたサージ保護ダイオードチップと、前記第１の接続部材よりも前記第３のリードフレームに近い位置で前記第１のリードフレームと前記ソースパッドとに電気的に接続された第４の接続部材と、前記第１の接続部材よりも前記第３のリードフレームに近い位置で前記第１のリードフレームと前記サージ保護ダイオードチップとに電気的に接続された第５の接続部材と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、第１実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略平面図である。
図２は、図１に示されるトランジスタチップの概略平面図である。
図３は、例示的なトランジスタ構造の概略平面図である。
図４は、図３のＦ４－Ｆ４線断面図である。
図５は、図１の窒化物半導体装置におけるトランジスタのゲート－ソース間電圧を制御する回路を概略的に示す図である。
図６は、図１の窒化物半導体装置におけるドレイン－ソース間電流経路とゲート－ケルビンソース間電流経路とを概略的に示す図である。
図７は、第２実施形態に係る例示的な窒化物半導体装置の概略平面図である。
図８は、図７の窒化物半導体装置におけるドレイン－ソース間電流経路を概略的に示す図である。
【０００８】
［詳細な説明］
以下、添付図面を参照して、本開示における窒化物半導体装置のいくつかの実施形態を説明する。なお、説明を簡単かつ明確にするために、図面に示される構成要素は必ずしも一定の縮尺で描かれていない。また、理解を容易にするために、断面図では、ハッチング線が省略されている場合がある。添付の図面は、本開示の実施形態を例示するに過ぎず、本開示を制限するものとみなされるべきではない。
【０００９】
本開示で使用される「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、単に対象物を区別するために用いられており、対象物を順位づけするものではない。また、本開示で使用される「少なくとも１つ」という表現は、所望の複数の選択肢のうちの１つ以上を意味する。一例として、選択肢の数が２つであれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つの選択肢の双方を意味する。他の例として、選択肢の数が３つ以上であれば、「少なくとも１つ」の表現は、１つの選択肢のみ、または２つ以上の任意の選択肢の組み合わせを意味する。
【００１０】
以下の詳細な記載は、本開示の例示的な実施形態を具体化する装置、システム、および方法を含む。この詳細な記載は本来説明のためのものに過ぎず、本開示の実施形態またはこのような実施形態の適用および使用を限定することを意図していない。
（【００１１】以降は省略されています）

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