[發明專利]半導體裝置

有效

• 申請號: 201710048130.6
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN107086205B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 關根重信
• 申請（專利權）人: 納普拉有限公司
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L21/56
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 白麗

本發明提供一種即使在高的工作溫度下工作也能夠確保耐久性、在充分發揮半導體元件的性能方面有利的半導體裝置。本發明的半導體裝置包括將被基座(14)支撐的半導體元件(16)密封的密封層(20)而構成。密封層(20)由納米復合物結構構成，所述納米復合物結構由大量nm尺寸(1μm以下)的粒徑的由SiO₂構成的絕緣性納米微粒(54)和將這些絕緣性納米微粒(54)的周圍沒有間隙地填埋的非晶二氧化硅(56)構成。

技術領域

本發明涉及一種半導體裝置。

背景技術

近年來，進行著使用SiC(碳化硅)的SiC半導體元件的開發。

SiC半導體元件與Si半導體元件相比較，絕緣擊穿電場強度高，帶隙寬，因此作為控制大電力的電力設備倍受注目。SiC半導體元件即使在超過Si半導體元件的極限的150℃以上的高溫下也能夠工作，理論上即使在500℃以上也能夠工作(參照專利文獻1)。

然而，半導體元件為了實現其的保護，以被收納在殼體中并且被由填充在殼體的內部的樹脂制密封材料構成的密封層密封的半導體裝置的方式使用。

現在，由樹脂制密封材料構成的密封層的耐熱溫度限于150℃以下，如果達到超過SiC半導體元件的工作溫度150℃的高溫，則密封層發生劣化，在密封層中產生間隙，在確保半導體裝置的耐久性方面不利。

因此，現在不得不將SiC半導體元件在其工作溫度不超過密封層的耐熱溫度的范圍內使用，在充分發揮SiC半導體元件的性能上存在極限。

這樣的SiC半導體元件例如在將直流電壓升壓的升壓電路、將直流電壓變換成交流電壓的逆變器(inverter)或變換成直流電壓的順變換器(converter)等的處理大電力的電力變換電路中作為電力設備使用。

例如鐵道車輛存在通過供給直流電力來行駛的種類和通過供給交流電力來行駛的種類，但任何一種鐵道車輛為了控制供給到行駛用馬達的交流電力都具備逆變器，該逆變器中使用電力設備。

然而，如上所述，現在由于由樹脂制密封材料構成的密封層的耐熱溫度限于150℃以下，所以伴隨鐵道車輛的行駛的逆變器的電力設備的工作溫度超過150℃，會導致由密封層的劣化造成的電力設備的故障。

近年的鐵道車輛的事故的大部分是由伴隨這樣的工作溫度的上升的密封層的劣化造成的電力設備的故障引起的，但修理需要耗費莫大的功夫和成本，因此希望有一些改善。

在具備用于驅動行駛用馬達的逆變器的電動汽車和具備將由太陽能電池發出的直流電力變換為商用的交流電力的逆變器的發電設施等中，也與上述同樣地發生伴隨這樣的工作溫度的上升的電力設備的故障，希望著改善。

另一方面，本申請人提出并被授權了一種物理、化學強度優異的絕緣材料(參照專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-80796號公報

專利文獻2：日本專利第5281188號公報

發明內容

發明所要解決的問題

本發明的發明人發現了：上述絕緣材料不僅具有優異的物理、化學強度，而且還具有超過250℃的耐熱溫度。

本發明是著眼于上述絕緣材料的耐熱性而完成的，其目的在于提供即使在高的工作溫度下工作也能夠確保耐久性、且在充分發揮半導體元件的性能方面有利的半導體裝置。

用于解決問題的手段