WO2024252869A1 - 半導体装置および車両 - Google Patents

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WO2024252869A1
WO2024252869A1 PCT/JP2024/017938 JP2024017938W WO2024252869A1 WO 2024252869 A1 WO2024252869 A1 WO 2024252869A1 JP 2024017938 W JP2024017938 W JP 2024017938W WO 2024252869 A1 WO2024252869 A1 WO 2024252869A1
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semiconductor device
electrode
semiconductor
conductive member
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匡司 林口
英俊 安部
美久 塚本
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
    • H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
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    • H10W70/421—Shapes or dispositions
    • H10W70/424—Cross-sectional shapes
    • H10W70/427—Bent parts
    • H10W70/429—Bent parts being the outer leads
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations

Definitions

  • This disclosure relates to a semiconductor device and a vehicle equipped with the semiconductor device.
  • Patent Document 1 discloses an example of a semiconductor module that includes a semiconductor device and a cooler.
  • the cooler includes a housing having a hollow region and a heat sink.
  • the housing has an opening that leads to the hollow region.
  • the heat sink is attached to the housing so as to cover the opening.
  • a part of the heat sink is contained in the hollow region.
  • the semiconductor device is joined to a part of the heat sink that protrudes from the hollow region. When a coolant (such as cooling water) is flowed through the hollow region, the coolant comes into contact with the heat sink. This allows the semiconductor device to be efficiently cooled via the heat sink.
  • a coolant such as cooling water
  • An object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that is an improvement over conventional semiconductor devices.
  • an object of the present disclosure is to provide a semiconductor device that can further improve cooling efficiency.
  • the semiconductor device provided by the first aspect of the present disclosure comprises a semiconductor element and a first terminal located on one side of the semiconductor element in a first direction and conductive to the semiconductor element.
  • a first flow passage is provided between the semiconductor element and the first terminal in the first direction. The semiconductor element is in contact with the first flow passage.
  • the vehicle provided by the second aspect of the present disclosure includes a drive source and a semiconductor device.
  • the semiconductor device is electrically connected to the drive source.
  • the semiconductor device further includes a second terminal and a signal terminal compared to the semiconductor device provided by the first aspect of the present disclosure.
  • the semiconductor element included in the semiconductor device includes a first electrode, a second electrode, and a gate electrode.
  • the first conductive member included in the semiconductor device is electrically connected to the first electrode.
  • the second terminal is electrically connected to the second electrode.
  • the signal terminal is electrically connected to the gate electrode.
  • the above configuration makes it possible to further improve the cooling efficiency of semiconductor devices.
  • FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1, seen through the housing.
  • FIG. 3 is a plan view corresponding to FIG. 2, further showing the first terminal in a transparent manner.
  • FIG. 4 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a right side view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a left side view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
  • FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1, seen through the housing.
  • FIG. 3 is a plan
  • FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 11 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the function and effect of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present disclosure, and corresponds to FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 13 and corresponds to FIG.
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present disclosure, and corresponds to FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the semiconductor device shown in FIG. 16 and corresponds to FIG. FIG.
  • FIG. 18 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 19 is a plan view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • 20 is a bottom view of the semiconductor device shown in FIG.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI in FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG.
  • FIG. 23 is a plan view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present disclosure, seen through the housing.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line XXIV-XXIV in FIG.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line XXV-XXV in FIG.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line XXVI-XXVI in FIG.
  • FIG. 27 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 28 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 29 is a schematic diagram of a vehicle on which the semiconductor device shown in FIG. 23 is mounted.
  • a semiconductor device A10 according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
  • the semiconductor device A10 is generally used in a power conversion circuit such as an inverter.
  • the semiconductor device A10 includes a first terminal 11, a second terminal 12, a first signal terminal 14, a second signal terminal 15, a plurality of first semiconductor elements 21, a plurality of first conductive members 31, a plurality of second conductive members 32, a plurality of third conductive members 33, a plurality of fourth conductive members 34, and a housing 50.
  • FIG. 2 shows the housing 50 through the view for ease of understanding.
  • the transparent housing 50 is shown by an imaginary line (two-dot chain line).
  • the first terminal 11 and the housing 50 are shown through the view for ease of understanding.
  • each of the transparent first terminal 11 and the housing 50 is shown by an imaginary line.
  • first direction z the normal direction of the first mounting surface 121A of the second terminal 12 described later is referred to as the "first direction z.”
  • second direction x One direction perpendicular to the first direction z
  • third direction y A direction perpendicular to both the first direction z and the second direction x is referred to as the "third direction y.”
  • the housing 50 supports each of the first terminal 11, the second terminal 12, the first signal terminal 14, and the second signal terminal 15.
  • the housing 50 is made of an insulator that contains resin.
  • the housing 50 may be made of a conductor that contains a metal such as aluminum (Al).
  • the housing 50 has a top surface 51, a bottom surface 52, a first side surface 531, a second side surface 532, a third side surface 533 and a fourth side surface 534.
  • the top surface 51 faces one side in the first direction z.
  • the bottom surface 52 faces the opposite side to the top surface 51 in the first direction z.
  • the first side surface 531 and the second side surface 532 face opposite each other in the second direction x.
  • the third side surface 533 and the fourth side surface 534 face opposite each other in the third direction y.
  • the housing 50 has a hollow portion 54. Atmosphere flows into the hollow portion 54.
  • the hollow portion 54 may be constantly filled with the coolant 60.
  • the hollow portion 54 includes a first flow passage 541 and a second flow passage 542.
  • the first flow passage 541 is provided between the first semiconductor elements 21 and the first terminal 11 in the first direction z.
  • the second flow passage 542 is provided between the first semiconductor elements 21 and the second terminal 12 in the first direction z.
  • the coolant 60 shown in FIG. 12 must be an insulator.
  • the composition of the coolant 60 is not limited as long as the coolant 60 is an insulator.
  • the housing 50 is provided with an inlet 55 and an outlet 56.
  • the inlet 55 opens at the third side surface 533 and communicates with the hollow portion 54.
  • the outlet 56 opens at the fourth side surface 534 and communicates with the hollow portion 54.
  • the refrigerant 60 shown in Figure 12 flows into the hollow portion 54 from the inlet 55.
  • the refrigerant 60 that has flowed into the hollow portion 54 is discharged from the outlet 56.
  • the inlet 55 and the outlet 56 are located on opposite sides of each other in the third direction y with respect to the multiple first conductive members 31.
  • the first terminal 11 is located on one side of the multiple first semiconductor elements 21 in the first direction z.
  • the first terminal 11 is located between the multiple first semiconductor elements 21 and the top surface 51 of the housing 50 in the first direction z.
  • the first terminal 11 is a metal plate containing, for example, copper (Cu).
  • the first terminal 11 has a first base 111 and a first extension 112.
  • the first base 111 is housed in the hollow portion 54 of the housing 50 and is in contact with the first flow passage 541.
  • the first base 111 is strip-shaped extending in the second direction x.
  • the first extension 112 is conductively joined to one side of the first base 111 in the second direction x.
  • the first extension 112 is supported by the housing 50. A part of the first extension 112 protrudes to the outside from the second side surface 532 of the housing 50.
  • the second terminal 12 is located on the opposite side of the first terminal 11 in the first direction z with respect to the multiple first semiconductor elements 21.
  • the second terminal 12 is located between the multiple first semiconductor elements 21 and the bottom surface 52 of the housing 50 in the first direction z.
  • the second terminal 12 is a metal plate containing, for example, copper.
  • the second terminal 12 has a second base 121 and a second extension 122.
  • the second base 121 is housed in the hollow portion 54 of the housing 50 and is in contact with the second flow passage 542.
  • the second base 121 is strip-shaped extending in the second direction x.
  • the second base 121 has a first mounting surface 121A that faces the same side as the top surface 51 of the housing 50 in the first direction z.
  • the second extension 122 is conductively joined to one side of the second base 121 in the second direction x.
  • the second extension section 122 is supported by the housing 50. A portion of the second extension section 122 protrudes outward from the first side surface 531 of the housing 50.
  • the multiple first semiconductor elements 21 are positioned between the first base 111 of the first terminal 11 and the second base 121 of the second terminal 12 in the first direction z.
  • the multiple first semiconductor elements 21 are housed in the hollow portion 54 of the housing 50.
  • Each of the multiple first semiconductor elements 21 is in contact with each of the first flow passage 541 and the second flow passage 542.
  • each of the multiple first semiconductor elements 21 overlaps the first mounting surface 121A of the second base 121. All of the multiple first semiconductor elements 21 are the same element.
  • the multiple first semiconductor elements 21 are, for example, MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors).
  • the multiple first semiconductor elements 21 may be field effect transistors including metal-insulator-semiconductor field-effect transistors (MISFETs) or bipolar transistors such as insulated gate bipolar transistors (IGBTs).
  • MISFETs metal-insulator-semiconductor field-effect transistors
  • IGBTs insulated gate bipolar transistors
  • the multiple first semiconductor elements 21 are n-channel type MOSFETs with a vertical structure.
  • the multiple first semiconductor elements 21 include a compound semiconductor substrate.
  • the composition of the compound semiconductor substrate includes silicon carbide (SiC).
  • the multiple first semiconductor elements 21 are arranged along the second direction x.
  • each of the multiple first semiconductor elements 21 has a first electrode 211, a second electrode 212, and a first gate electrode 213.
  • the first electrode 211 is located on the side facing the first base 111 of the first terminal 11 in the first direction z.
  • the first electrode 211 is electrically connected to the first terminal 11.
  • a current corresponding to the power converted by the first semiconductor element 21 flows through the first electrode 211.
  • the first electrode 211 corresponds to the source of the first semiconductor element 21.
  • the first electrode 211 is in contact with the first flow path 541.
  • the second electrode 212 faces the second base 121 of the second terminal 12 in the first direction z.
  • the second electrode 212 is electrically connected to the second terminal 12.
  • a current corresponding to the power before being converted by the first semiconductor element 21 flows through the second electrode 212.
  • the second electrode 212 corresponds to the drain of the first semiconductor element 21.
  • the second electrode 212 is in contact with the second flow path 542.
  • the first gate electrode 213 is located on the same side as the first electrode 211 in the first direction z.
  • the first gate electrode 213 is conductive to the first signal terminal 14.
  • a gate voltage for driving the first semiconductor element 21 is applied to the first gate electrode 213.
  • the area of the first gate electrode 213 is smaller than the area of the first electrode 211 when viewed in the first direction z.
  • Each of the multiple first conductive members 31 is electrically connected to one of the first electrodes 211 of each of the multiple first semiconductor elements 21 and the first terminal 11. As shown in Figures 7 to 9, the multiple first conductive members 31 are located between the multiple first semiconductor elements 21 and the first base portion 111 of the first terminal 11 in the first direction z. The multiple first conductive members 31 are housed in the first flow passage 541. The multiple first conductive members 31 are metal pieces containing copper, for example. Each of the multiple first conductive members 31 is, for example, cylindrical. As shown in Figures 10 and 11, one side of each of the multiple first conductive members 31 in the first direction z is electrically connected to the first electrode 211 of one of the multiple first semiconductor elements 21 via a bonding layer 29. The bonding layer 29 is solder.
  • the bonding layer 29 may be a sintered metal containing silver (Ag) or the like.
  • the other side of each of the multiple first conductive members 31 in the first direction z is electrically connected to the first base portion 111 of the first terminal 11 via the bonding layer 29.
  • the dimension L1 of each of the multiple first conductive members 31 in the first direction z is greater than the dimension of each of the multiple first conductive members 31 in a direction perpendicular to the first direction z.
  • Each of the multiple second conductive members 32 is electrically connected to one of the second electrodes 212 of each of the multiple first semiconductor elements 21 and the second terminal 12. As shown in Figures 7 to 9, the multiple second conductive members 32 are located between the multiple first semiconductor elements 21 and the second base 121 of the second terminal 12 in the first direction z. The multiple second conductive members 32 are accommodated in the second flow passage 542. The multiple second conductive members 32 are metal pieces containing copper, for example. Each of the multiple second conductive members 32 is, for example, cylindrical. As shown in Figures 10 and 11, one side of each of the multiple second conductive members 32 in the first direction z is electrically connected to the second electrode 212 of one of the multiple first semiconductor elements 21 via the bonding layer 29.
  • each of the multiple second conductive members 32 in the first direction z is electrically connected to the first mounting surface 121A of the second base 121 via the bonding layer 29.
  • the dimension L2 in the first direction z of each of the multiple second conductive members 32 is greater than the dimension in the direction perpendicular to the first direction z of each of the multiple second conductive members 32.
  • the first signal terminal 14 is located on one side of the first terminal 11 in the third direction y.
  • the first signal terminal 14 is supported by the housing 50.
  • the first signal terminal 14 is electrically connected to the first gate electrode 213 of each of the first semiconductor elements 21.
  • a gate voltage for driving the first semiconductor elements 21 is applied to the first signal terminal 14.
  • the first signal terminal 14 is, for example, a metal lead containing copper.
  • the first signal terminal 14 has an inner part 141 and an outer part 142.
  • the inner part 141 is accommodated in the housing 50.
  • a part of the inner part 141 is accommodated in the hollow part 54 of the housing 50.
  • the inner part 141 includes a part extending in the second direction x.
  • the outer part 142 is connected to the inner part 141.
  • the outer part 142 protrudes to the outside from the third side surface 533 of the housing 50.
  • Each of the multiple third conductive members 33 is electrically connected to one of the first gate electrodes 213 of each of the multiple first semiconductor elements 21 and the first signal terminal 14. As shown in FIG. 3, each of the multiple third conductive members 33 extends in the third direction y. A portion of each of the multiple third conductive members 33 is accommodated in the first flow passage 541.
  • the multiple third conductive members 33 are metal leads containing copper, for example.
  • One side of each of the multiple third conductive members 33 in the third direction y is electrically connected to one of the first gate electrodes 213 of the multiple first semiconductor elements 21 via the bonding layer 29.
  • the other side of each of the multiple third conductive members 33 in the first direction z is electrically connected to the inner portion 141 of the first signal terminal 14.
  • the second signal terminal 15 is located on the same side as the first signal terminal 14 with respect to the first terminal 11 in the third direction y.
  • the second signal terminal 15 is supported by the housing 50.
  • the second signal terminal 15 is electrically connected to the first electrodes 211 of each of the multiple first semiconductor elements 21.
  • a voltage having the same potential as the voltage applied to the first electrodes 211 of each of the multiple first semiconductor elements 21 is applied to the second signal terminal 15.
  • the second signal terminal 15 is, for example, a metal lead containing copper.
  • the second signal terminal 15 has an inner portion 151 and an outer portion 152.
  • the inner portion 151 is accommodated in the housing 50.
  • a portion of the inner portion 151 is accommodated in the hollow portion 54 of the housing 50.
  • the inner portion 151 includes a portion extending in the second direction x. As shown in Figures 8 and 9, the inner part 151 is located closer to the top surface 51 of the housing 50 than the inner part 141 of the first signal terminal 14.
  • the outer part 152 is connected to the inner part 151. As shown in Figures 6 and 9, the outer part 152 protrudes outward from the third side surface 533 of the housing 50.
  • Each of the multiple fourth conductive members 34 is electrically connected to one of the first electrodes 211 of each of the multiple first semiconductor elements 21 and the second signal terminal 15. As shown in FIG. 3, when viewed in the first direction z, each of the multiple fourth conductive members 34 extends in the third direction y. As shown in FIG. 9, each of the multiple fourth conductive members 34 straddles the inner part 141 of the first signal terminal 14. A part of each of the multiple fourth conductive members 34 is accommodated in the first flow passage 541.
  • the multiple fourth conductive members 34 are metal leads containing copper, for example.
  • One side of each of the multiple fourth conductive members 34 in the third direction y is electrically connected to one of the first electrodes 211 of the multiple first semiconductor elements 21.
  • the other side of each of the multiple fourth conductive members 34 in the first direction z is electrically connected to the inner part 151 of the second signal terminal 15.
  • the semiconductor device A10 includes a first semiconductor element 21 and a first terminal 11.
  • the first terminal 11 is located on one side of the first semiconductor element 21 in the first direction z and is conductive to the first terminal 11.
  • a first flow passage 541 is provided between the first semiconductor element 21 and the first terminal 11 in the first direction z.
  • the first semiconductor element 21 is in contact with the first flow passage 541.
  • the semiconductor device A10 further includes a first conductive member 31 that is electrically connected to the first semiconductor element 21 and the first terminal 11.
  • the first conductive member 31 is housed in the first flow passage 541. With this configuration, the coolant 60 comes into direct contact with the first conductive member 31. This allows the heat conducted from the first semiconductor element 21 to the first conductive member 31 to be efficiently released to the outside.
  • the first electrode 211 of the first semiconductor element 21 is in contact with the first flow passage 541. With this configuration, the coolant 60 comes into direct contact with the first electrode 211. This allows the heat generated by the first semiconductor element 21 to be efficiently released to the outside.
  • the dimension L1 of the first conductive member 31 in the first direction z is greater than the dimension of the first conductive member 31 in a direction perpendicular to the first direction z. This configuration reduces the energy loss of the flow of the refrigerant 60 caused by the sudden contraction of the first flow passage 541 due to the first conductive member 31.
  • the semiconductor device A10 further includes a second terminal 12 and a second conductive member 32.
  • a second flow passage 542 is provided between the first semiconductor element 21 and the second terminal 12 in the first direction z.
  • the second conductive member 32 is housed in the second flow passage 542.
  • the first semiconductor element 21 is in contact with the second flow passage 542.
  • the second electrode 212 of the first semiconductor element 21 is in contact with the second flow passage 542. With this configuration, the coolant 60 comes into direct contact with the second electrode 212. This allows the heat generated by the first semiconductor element 21 to be released to the outside more efficiently.
  • the dimension L2 of the second conductive member 32 in the first direction z is greater than the dimension of the second conductive member 32 in a direction perpendicular to the first direction z. This configuration reduces the energy loss of the flow of the refrigerant 60 caused by the sudden contraction of the second flow passage 542 due to the second conductive member 32.
  • the semiconductor device A10 further includes a housing 50 that supports each of the first terminal 11 and the second terminal 12.
  • the housing 50 is provided with an inlet 55 and an outlet 56.
  • the inlet 55 and the outlet 56 are located on opposite sides of each other with respect to the first conductive member 31 in a direction perpendicular to the first direction z.
  • FIG. 13 corresponds to the cross-sectional position in Figure 7 showing the semiconductor device A10.
  • FIG. 14 corresponds to the cross-sectional position in Figure 8 showing the semiconductor device A10.
  • the semiconductor device A20 differs from the semiconductor device A10 in that it does not have multiple second conductive members 32.
  • the second electrode 212 of each of the multiple first semiconductor elements 21 is conductively bonded to the first mounting surface 121A of the second base 121 of the second terminal 12 via a bonding layer 29.
  • the semiconductor device A20 includes a first semiconductor element 21 and a first terminal 11.
  • the first terminal 11 is located on one side of the first semiconductor element 21 in the first direction z and is conductive to the first terminal 11.
  • a first flow passage 541 is provided between the first semiconductor element 21 and the first terminal 11 in the first direction z.
  • the first semiconductor element 21 is in contact with the first flow passage 541. Therefore, with this configuration, the cooling efficiency can be further improved in the semiconductor device A20 as well. Furthermore, by being provided with a configuration in common with the semiconductor device A10, the semiconductor device A20 achieves the same effects as the semiconductor device A10.
  • the second electrode 212 of the first semiconductor element 21 is conductively joined to the second terminal 12.
  • the second conductive member 32 is not required in the semiconductor device A20. This further shortens the length of the conductive path between the second electrode 212 and the second terminal 12, making it possible to reduce parasitic inductance in the semiconductor device A20.
  • FIG. 16 corresponds to the cross-sectional position in Figure 7 showing the semiconductor device A10.
  • FIG. 17 corresponds to the cross-sectional position in Figure 8 showing the semiconductor device A10.
  • semiconductor device A30 the configuration of the multiple first conductive members 31 and the multiple second conductive members 32 differs from that of semiconductor device A10.
  • each of the multiple first conductive members 31 has a first peripheral surface 31A facing in a direction perpendicular to the first direction z.
  • each of the multiple second conductive members 32 has a second peripheral surface 32A facing in a direction perpendicular to the first direction z. The area of the second peripheral surface 32A is greater than the area of the first peripheral surface 31A.
  • the semiconductor device A30 includes a first semiconductor element 21 and a first terminal 11.
  • the first terminal 11 is located on one side of the first semiconductor element 21 in the first direction z and is conductive to the first terminal 11.
  • a first flow passage 541 is provided between the first semiconductor element 21 and the first terminal 11 in the first direction z.
  • the first semiconductor element 21 is in contact with the first flow passage 541. Therefore, with this configuration, the cooling efficiency can be further improved in the semiconductor device A30 as well. Furthermore, by being provided with a configuration in common with the semiconductor device A10, the semiconductor device A30 achieves the same effects as the semiconductor device A10.
  • the first conductive member 31 has a first peripheral surface 31A that faces in a direction perpendicular to the first direction z.
  • the second conductive member 32 has a second peripheral surface 32A that faces in a direction perpendicular to the first direction z.
  • a semiconductor device A40 according to a fourth embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 19 to Fig. 22.
  • elements that are the same as or similar to those of the semiconductor device A10 described above are given the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.
  • semiconductor device A40 the configuration of the first terminal 11 and the second terminal 12 differs from that of semiconductor device A10.
  • the first base 111 of the first terminal 11 is exposed to the outside from the top surface 51 of the housing 50. Unlike the case of the semiconductor device A10, the first terminal 11 does not have a first extension portion 112.
  • the second base 121 of the second terminal 12 is exposed to the outside from the bottom surface 52 of the housing 50. Unlike the case of the semiconductor device A10, the second terminal 12 does not have a second extension portion 122.
  • the semiconductor device A40 includes a first semiconductor element 21 and a first terminal 11.
  • the first terminal 11 is located on one side of the first semiconductor element 21 in the first direction z and is conductive to the first terminal 11.
  • a first flow passage 541 is provided between the first semiconductor element 21 and the first terminal 11 in the first direction z.
  • the first semiconductor element 21 is in contact with the first flow passage 541. Therefore, with this configuration, the semiconductor device A40 can also achieve further improvements in cooling efficiency. Furthermore, by being provided with a configuration in common with the semiconductor device A10, the semiconductor device A40 achieves the same effects as the semiconductor device A10.
  • the first terminal 11 is exposed to the outside from the top surface 51 of the housing 50.
  • the second terminal 12 is exposed to the outside from the bottom surface 52 of the housing 50.
  • FIG. 23 shows the housing 50 in a see-through manner for ease of understanding.
  • the see-through housing 50 is shown by imaginary lines.
  • semiconductor device A50 further comprises a third terminal 13, a third signal terminal 16, a fourth signal terminal 17, a plurality of second semiconductor elements 22, a plurality of fifth conductive members 35, a plurality of sixth conductive members 36, a plurality of seventh conductive members 37, and a plurality of eighth conductive members 38.
  • a half-bridge circuit is configured that includes a plurality of first semiconductor elements 21 and a plurality of second semiconductor elements 22.
  • the semiconductor device A50 converts DC power supplied to the second terminal 12 and the third terminal 13 into AC power using the plurality of first semiconductor elements 21 and the plurality of second semiconductor elements 22.
  • the second terminal 12 is a P terminal (positive electrode).
  • the third terminal 13 is an N terminal (negative electrode).
  • the converted AC power is input from the first terminal 11 to a power supply target such as a motor.
  • the hollow portion 54 includes a third flow passage 543 and a fourth flow passage 544 in addition to a first flow passage 541 and a second flow passage 542.
  • the third flow passage 543 is provided between the multiple second semiconductor elements 22 and the third terminal 13 in the first direction z.
  • the fourth flow passage 544 is provided between the multiple second semiconductor elements 22 and the first terminal 11 in the first direction z.
  • the first base 111 of the first terminal 11 is in contact with each of the first flow passage 541 and the fourth flow passage 544.
  • the third terminal 13 is located on the opposite side of the second terminal 12 with respect to the first terminal 11 in the first direction z.
  • the third terminal 13 is located between the second semiconductor elements 22 and the top surface 51 of the housing 50 in the first direction z.
  • the third terminal 13 is a metal plate containing, for example, copper.
  • the third terminal 13 has a third base 131 and a third extension 132.
  • the third base 131 is accommodated in the hollow portion 54 of the housing 50.
  • the third base 131 is in contact with the third flow passage 543.
  • the third base 131 is strip-shaped extending in the second direction x.
  • the third extension 132 is conductively joined to one side of the third base 131 in the second direction x.
  • the third extension 132 is supported by the housing 50. A part of the third extension 132 protrudes to the outside from the first side surface 531 of the housing 50. When viewed in the first direction z, the third extension portion 132 overlaps with the second extension portion 122 of the second terminal 12.
  • the multiple second semiconductor elements 22 are located between the first base 111 of the first terminal 11 and the third base 131 of the third terminal 13 in the first direction z.
  • the multiple second semiconductor elements 22 are accommodated in the hollow portion 54 of the housing 50.
  • Each of the multiple second semiconductor elements 22 is in contact with each of the third flow passage 543 and the fourth flow passage 544.
  • each of the multiple second semiconductor elements 22 overlaps the second mounting surface 111A of the first base 111.
  • the second mounting surface 111A faces the same side as the first mounting surface 121A of the second base 121 of the second terminal 12 in the first direction z.
  • the multiple second semiconductor elements 22 are the same elements as the multiple first semiconductor elements 21. Therefore, the multiple second semiconductor elements 22 are n-channel type MOSFETs with a vertical structure.
  • the multiple second semiconductor elements 22 are arranged along the second direction x.
  • each of the multiple second semiconductor elements 22 has a third electrode 221, a fourth electrode 222, and a second gate electrode 223.
  • the third electrode 221 is located on the side facing the third base 131 of the third terminal 13 in the first direction z.
  • the third electrode 221 is electrically connected to the third terminal 13.
  • a current corresponding to the power converted by the second semiconductor element 22 flows through the third electrode 221.
  • the third electrode 221 corresponds to the source of the second semiconductor element 22.
  • the third electrode 221 is in contact with the third flow path 543.
  • the fourth electrode 222 faces the first base 111 of the first terminal 11 in the first direction z.
  • the fourth electrode 222 is electrically connected to the first terminal 11.
  • a current corresponding to the power before being converted by the second semiconductor element 22 flows through the fourth electrode 222.
  • the fourth electrode 222 corresponds to the drain of the second semiconductor element 22.
  • the fourth electrode 222 is in contact with the fourth flow path 544.
  • the second gate electrode 223 is located on the same side as the third electrode 221 in the first direction z.
  • the second gate electrode 223 is conductive to the third signal terminal 16.
  • a gate voltage for driving the second semiconductor element 22 is applied to the second gate electrode 223.
  • the area of the second gate electrode 223 is smaller than the area of the third electrode 221.
  • Each of the plurality of fifth conductive members 35 is electrically connected to one of the third electrodes 221 of each of the plurality of second semiconductor elements 22 and the third terminal 13. As shown in FIG. 24 to FIG. 26, the plurality of fifth conductive members 35 are located between the plurality of second semiconductor elements 22 and the third base 131 of the third terminal 13 in the first direction z. The plurality of fifth conductive members 35 are accommodated in the third flow passage 543. The plurality of fifth conductive members 35 are metal pieces containing copper, for example. Each of the plurality of fifth conductive members 35 is, for example, cylindrical. One side of each of the plurality of fifth conductive members 35 in the first direction z is electrically connected to the third electrode 221 of one of the plurality of second semiconductor elements 22.
  • each of the plurality of fifth conductive members 35 in the first direction z is electrically connected to the third base 131 of the third terminal 13. As shown in FIG. 27 and FIG. 28, the dimension L3 in the first direction z of each of the plurality of fifth conductive members 35 is greater than the dimension in the direction perpendicular to the first direction z of each of the plurality of fifth conductive members 35.
  • Each of the multiple sixth conductive members 36 is electrically connected to one of the fourth electrodes 222 of each of the multiple second semiconductor elements 22 and the first terminal 11. As shown in Figures 24 to 26, the multiple sixth conductive members 36 are located between the multiple second semiconductor elements 22 and the first base 111 of the first terminal 11 in the first direction z. The multiple sixth conductive members 36 are housed in the fourth flow passage 544. The multiple sixth conductive members 36 are metal pieces containing copper, for example. Each of the multiple sixth conductive members 36 is, for example, cylindrical. One side of each of the multiple sixth conductive members 36 in the first direction z is electrically connected to the fourth electrode 222 of one of the multiple second semiconductor elements 22.
  • each of the multiple sixth conductive members 36 in the first direction z is electrically connected to the second mounting surface 111A of the first base 111.
  • the dimension L4 of each of the sixth conductive members 36 in the first direction z is greater than the dimension of each of the sixth conductive members 36 in a direction perpendicular to the first direction z.
  • the third signal terminal 16 is located on one side of the third terminal 13 in the third direction y. When viewed in the first direction z, the third signal terminal 16 overlaps the first signal terminal 14.
  • the third signal terminal 16 is supported by the housing 50.
  • the third signal terminal 16 is conductive to the second gate electrode 223 of each of the multiple second semiconductor elements 22.
  • a gate voltage for driving the multiple second semiconductor elements 22 is applied to the third signal terminal 16.
  • the third signal terminal 16 is, for example, a metal lead containing copper.
  • the third signal terminal 16 has an inner part 161 and an outer part 162.
  • the inner part 161 is accommodated in the housing 50. A portion of the inner part 161 is accommodated in the hollow part 54 of the housing 50.
  • the inner part 161 includes a portion extending in the second direction x.
  • the outer part 162 is connected to the inner part 161. As shown in FIG. 25, the outer part 162 protrudes outward from the third side surface 533 of the housing 50.
  • Each of the seventh conductive members 37 is electrically connected to one of the second gate electrodes 223 of the second semiconductor elements 22 and the fourth signal terminal 17. As shown in FIG. 23, each of the seventh conductive members 37 extends in the third direction y. A portion of each of the seventh conductive members 37 is accommodated in the third flow passage 543.
  • the seventh conductive members 37 are metal leads containing copper, for example.
  • One side of each of the seventh conductive members 37 in the third direction y is electrically connected to the second gate electrode 223 of one of the second semiconductor elements 22 via the bonding layer 29.
  • the other side of each of the seventh conductive members 37 in the first direction z is electrically connected to the inner portion 161 of the third signal terminal 16.
  • the fourth signal terminal 17 is located on the same side as the third signal terminal 16 with respect to the third terminal 13 in the third direction y. When viewed in the first direction z, the fourth signal terminal 17 overlaps the second signal terminal 15.
  • the fourth signal terminal 17 is supported by the housing 50.
  • the fourth signal terminal 17 is electrically connected to the third electrodes 221 of each of the multiple second semiconductor elements 22. A voltage having the same potential as the voltage applied to the third electrodes 221 of each of the multiple second semiconductor elements 22 is applied to the fourth signal terminal 17.
  • the fourth signal terminal 17 is, for example, a metal lead containing copper. As shown in FIG. 23, the fourth signal terminal 17 has an inner portion 171 and an outer portion 172. The inner portion 171 is accommodated in the housing 50.
  • a portion of the inner portion 171 is accommodated in the hollow portion 54 of the housing 50.
  • the inner portion 171 includes a portion extending in the second direction x. As shown in Figures 25 and 26, the inner part 171 is located closer to the top surface 51 of the housing 50 than the inner part 161 of the third signal terminal 16.
  • the outer part 172 is connected to the inner part 171. As shown in Figure 26, the outer part 172 protrudes outward from the third side surface 533 of the housing 50.
  • Each of the eighth conductive members 38 is electrically connected to one of the third electrodes 221 of each of the second semiconductor elements 22 and the fourth signal terminal 17. As shown in FIG. 23, when viewed in the first direction z, each of the eighth conductive members 38 extends in the third direction y. As shown in FIG. 26, each of the eighth conductive members 38 straddles the inner portion 161 of the third signal terminal 16. A portion of each of the eighth conductive members 38 is accommodated in the third flow passage 543.
  • the eighth conductive members 38 are metal leads containing copper, for example.
  • One side of each of the eighth conductive members 38 in the third direction y is electrically connected to one of the third electrodes 221 of the second semiconductor elements 22.
  • the other side of each of the eighth conductive members 38 in the first direction z is electrically connected to the inner portion 171 of the fourth signal terminal 17.
  • Vehicle B is, for example, an electric vehicle (EV).
  • EV electric vehicle
  • vehicle B is equipped with an on-board charger 81, a storage battery 82, and a drive system 83.
  • Power is supplied to the on-board charger 81 wirelessly from a power supply facility (not shown) installed outdoors. Alternatively, power may be supplied from the power supply facility to the on-board charger 81 via a wired connection.
  • the on-board charger 81 is configured with a step-up DC-DC converter. The voltage of the power supplied to the on-board charger 81 is stepped up by the converter and then supplied to the storage battery 82. The stepped-up voltage is, for example, 600V.
  • the drive system 83 drives the vehicle B.
  • the drive system 83 has an inverter 831 and a drive source 832.
  • the semiconductor device A50 constitutes part of the inverter 831.
  • the power stored in the storage battery 82 is supplied to the inverter 831.
  • the power supplied from the storage battery 82 to the inverter 831 is DC power.
  • a step-up DC-DC converter may be further provided between the storage battery 82 and the inverter 831.
  • the inverter 831 converts DC power into AC power.
  • the inverter 831 including the semiconductor device A50 is conducted to the drive source 832.
  • the drive source 832 has an AC motor and a transmission.
  • the AC motor rotates and the rotation is transmitted to the transmission.
  • the transmission rotates the drive shaft of the vehicle B after appropriately reducing the rotation speed transmitted from the AC motor. This drives vehicle B.
  • semiconductor device A50 in inverter 831 is necessary to output AC power with an appropriate frequency change to correspond to the required rotation speed of the AC motor.
  • the semiconductor device A50 includes a first semiconductor element 21 and a first terminal 11.
  • the first terminal 11 is located on one side of the first semiconductor element 21 in the first direction z and is conductive to the first terminal 11.
  • a first flow passage 541 is provided between the first semiconductor element 21 and the first terminal 11 in the first direction z.
  • the first semiconductor element 21 is in contact with the first flow passage 541. Therefore, with this configuration, the cooling efficiency can be further improved in the semiconductor device A50 as well. Furthermore, by being provided with a configuration in common with the semiconductor device A10, the semiconductor device A50 achieves the same effects as the semiconductor device A10.
  • Appendix 1 A semiconductor element; a first terminal located on one side of the semiconductor element in a first direction and electrically connected to the semiconductor element; a first flow path is provided between the semiconductor element and the first terminal in the first direction; The semiconductor element is in contact with the first flow path.
  • Appendix 2. a first conductive member electrically connected to the semiconductor element and the first terminal; 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive member is accommodated in the first flow path.
  • Appendix 3. the semiconductor element has a first electrode facing the first flow path, 3.
  • the semiconductor device wherein the first electrode is in contact with the first flow path.
  • Appendix 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the first conductive member includes a first member and a second member spaced apart from each other in a direction perpendicular to the first direction.
  • Appendix 6. The semiconductor device according to claim 5, wherein a dimension of the first conductive member in the first direction is greater than a dimension of the first conductive member in a direction perpendicular to the first direction.
  • Appendix 7. a second terminal located on an opposite side of the first terminal with respect to the semiconductor element in the first direction; the semiconductor element has a second electrode facing the second terminal, 4.
  • the semiconductor device according to claim 3, wherein the second electrode is electrically connected to the second terminal.
  • a second conductive member electrically connected to each of the second electrode and the second terminal, a second flow passage in which the second conductive member is accommodated is provided between the semiconductor element and the second terminal in the first direction; 8.
  • Appendix 9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the second electrode is in contact with the second flow path.
  • Appendix 10. 10. The semiconductor device according to claim 9, wherein a dimension of the second conductive member in the first direction is greater than a dimension of the second conductive member in a direction perpendicular to the first direction. Appendix 11.
  • the first conductive member has a first circumferential surface facing in a direction perpendicular to the first direction
  • the second conductive member has a second circumferential surface facing in a direction perpendicular to the first direction
  • an area of the second peripheral surface is larger than an area of the first peripheral surface.
  • Appendix 12. The semiconductor device of claim 7, wherein the second electrode is conductively connected to the second terminal.
  • Appendix 13. Further comprising a signal terminal; the semiconductor element has a gate electrode located on the same side as the first electrode in the first direction; 13.
  • the semiconductor device according to claim 7, wherein the signal terminal is electrically connected to the gate electrode.
  • Appendix 14. a third conductive member electrically connected to each of the gate electrode and the signal terminal; 14.
  • the semiconductor device wherein a portion of the third conductive member is accommodated in the first flow path.
  • Appendix 15. a housing supporting each of the first terminal, the second terminal, and the signal terminal; The housing has a hollow portion including the first flow passage, 14.
  • Appendix 16. the housing has an inlet and an outlet each communicating with the hollow portion, 16.
  • the semiconductor device according to claim 15, wherein the inlet and the outlet are located on opposite sides of the first conductive member in a direction perpendicular to the first direction.
  • Appendix 17. A driving source; The semiconductor device according to claim 13, The semiconductor device is electrically connected to the drive source.

Landscapes

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Abstract

半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子の第１方向の一方側に位置するとともに、前記半導体素子に導通する第１端子とを備える。前記第１方向において、前記半導体素子と前記第１端子との間には、第１流通路が設けられている。前記半導体素子は、前記第１流通路に接している。一例として、前記半導体装置は、前記半導体素子と前記第１端子とに導通する第１導通部材をさらに備える。前記第１導通部材は、前記第１流通路に収容されている。

Description

半導体装置および車両
　本開示は、半導体装置と、当該半導体装置が搭載された車両とに関する。
　特許文献１には、半導体装置および冷却器を具備する半導体モジュールの一例が開示されている。冷却器は、中空領域を有する筐体と、放熱器とを備える。筐体には、中空領域に通じる開口が設けられている。放熱器は、開口を塞ぐように筐体に取り付けられている。放熱器の一部は、中空領域に収容されている。半導体装置は、中空領域から外部にはみ出した放熱器の部分に接合されている。中空領域に冷媒（冷却水など）を流すと、当該冷媒が放熱器に接触する。これにより、放熱器を介して半導体装置を効率よく冷却することができる。
　しかし、特許文献１に開示されている半導体モジュールの構成においては、冷却器の規模に対して半導体装置の冷却効果が十分に発揮できていない。
国際公開第２０１７／０９４３７０号
　本開示は、従来より改良が施された半導体装置を提供することを一の課題とする。特に本開示は、上記事情に鑑み、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能な半導体装置を提供することを一の課題とする。
　本開示の第１の側面によって提供される半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子の第１方向の一方側に位置するとともに、前記半導体素子に導通する第１端子とを備える。前記第１方向において、前記半導体素子と前記第１端子との間には、第１流通路が設けられている。前記半導体素子は、前記第１流通路に接している。
　本開示の第２の側面によって提供される車両は、駆動源と、半導体装置とを備える。前記半導体装置は、前記駆動源に導通している。前記半導体装置は、本開示の第１の側面によって提供される半導体装置に対して、第２端子および信号端子をさらに備える。前記半導体装置が具備する半導体素子は、第１電極、第２電極およびゲート電極を具備する。前記半導体装置が具備する第１導通部材は、前記第１電極に導通している。前記第２端子は、前記第２電極に導通している。前記信号端子は、前記ゲート電極に導通している。
　上記構成によれば、半導体装置に関し、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能となる。
　本開示のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
図１は、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置の平面図である。 図２は、図１に対応する平面図であり、筐体を透過している。 図３は、図２に対応する平面図であり、第１端子をさらに透過している。 図４は、図１に示す半導体装置の底面図である。 図５は、図１に示す半導体装置の右側面図である。 図６は、図１に示す半導体装置の左側面図である。 図７は、図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 図８は、図３のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図９は、図３のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。 図１０は、図７の部分拡大図である。 図１１は、図８の部分拡大図である。 図１２は、図１に示す半導体装置の作用効果を説明する断面図である。 図１３は、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置の断面図であり、図７に対応している。 図１４は、図１３に示す半導体装置の断面図であり、図８に対応している。 図１５は、図１３の部分拡大図である。 図１６は、本開示の第３実施形態にかかる半導体装置の断面図であり、図７に対応している。 図１７は、図１６に示す半導体装置の断面図であり、図８に対応している。 図１８は、図１６の部分拡大図である。 図１９は、本開示の第４実施形態にかかる半導体装置の平面図である。 図２０は、図１９に示す半導体装置の底面図である。 図２１は、図１９のＸＸＩ－ＸＸＩ線に沿う断面図である。 図２２は、図１９のＸＸＩＩ－ＸＸＩＩ線に沿う断面図である。 図２３は、本開示の第５実施形態にかかる半導体装置の平面図であり、筐体を透過している。 図２４は、図２３のＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿う断面図である。 図２５は、図２３のＸＸＶ－ＸＸＶ線に沿う断面図である。 図２６は、図２３のＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ線に沿う断面図である。 図２７は、図２４の部分拡大図である。 図２８は、図２５の部分拡大図である。 図２９は、図２３に示す半導体装置が搭載された車両の概要図である。
　本開示を実施するための形態について、添付図面に基づいて説明する。
　第１実施形態：
　図１～図１１に基づき、本開示の第１実施形態にかかる半導体装置Ａ１０について説明する。一般的に半導体装置Ａ１０は、インバータなどの電力変換回路に用いられる。半導体装置Ａ１０は、第１端子１１、第２端子１２、第１信号端子１４、第２信号端子１５、複数の第１半導体素子２１、複数の第１導通部材３１、複数の第２導通部材３２、複数の第３導通部材３３、複数の第４導通部材３４、および筐体５０を備える。ここで、図２は、理解の便宜上、筐体５０を透過している。図２では、透過した筐体５０を想像線（二点鎖線）で示している。図３では、理解の便宜上、第１端子１１および筐体５０を透過している。図３では、透過した第１端子１１および筐体５０の各々を想像線で示している。
　半導体装置Ａ１０の説明においては、便宜上、後述する第２端子１２の第１搭載面１２１Ａの法線方向を「第１方向ｚ」と呼ぶ。第１方向ｚに対して直交する１つの方向を「第２方向ｘ」と呼ぶ。第１方向ｚおよび第２方向ｘの各々に対して直交する方向を「第３方向ｙ」と呼ぶ。
　筐体５０は、図７～図９に示すように、第１端子１１、第２端子１２、第１信号端子１４および第２信号端子１５の各々を支持している。筐体５０は、樹脂を含む絶縁体からなる。この他、筐体５０は、アルミニウム（Ａｌ）など金属を含む導体からなる場合でもよい。
　図１、図４、図５および図６に示すように、筐体５０は、頂面５１、底面５２、第１側面５３１、第２側面５３２、第３側面５３３および第４側面５３４を有する。頂面５１は、第１方向ｚの一方側を向く。底面５２は、第１方向ｚにおいて頂面５１とは反対側を向く。第１側面５３１および第２側面５３２は、第２方向ｘにおいて互いに反対側を向く。第３側面５３３および第４側面５３４は、第３方向ｙにおいて互いに反対側を向く。
　図７～図９に示すように、筐体５０には、中空部５４が設けられている。中空部５４には、大気が流入している。この他、図１２に示すように、中空部５４が冷媒６０に常時満たされた構成でもよい。中空部５４は、第１流通路５４１および第２流通路５４２を含む。第１流通路５４１は、第１方向ｚにおいて複数の第１半導体素子２１と、第１端子１１との間に設けられている。第２流通路５４２は、第１方向ｚにおいて複数の第１半導体素子２１と、第２端子１２との間に設けられている。ここで、図１２に示す冷媒６０は、絶縁体であることが必須である。本開示において、冷媒６０が絶縁体であれば、冷媒６０の組成は限定されない。
　図１、図４、図５および図６に示すように、筐体５０には、流入口５５および流出口５６が設けられている。流入口５５は、第３側面５３３において開口しており、かつ中空部５４に通じている。流出口５６は、第４側面５３４において開口しており、かつ中空部５４に通じている。筐体５０においては、流入口５５から図１２に示す冷媒６０が中空部５４に流れ込む。中空部５４に流れ込んだ冷媒６０は、流出口５６から排出される。図３に示すように、流入口５５および流出口５６は、第３方向ｙにおいて複数の第１導通部材３１を基準として互いに反対側に位置する。
　第１端子１１は、図７～図９に示すように、複数の第１半導体素子２１の第１方向ｚの一方側に位置する。半導体装置Ａ１０においては、第１端子１１は、第１方向ｚにおいて複数の第１半導体素子２１と、筐体５０の頂面５１との間に位置する。第１端子１１は、たとえば銅（Ｃｕ）を含む金属板である。第１端子１１は、第１基部１１１および第１拡張部１１２を有する。第１基部１１１は、筐体５０の中空部５４に収容されており、かつ第１流通路５４１に接している。第１基部１１１は、第２方向ｘに延びる帯状である。第１拡張部１１２は、第１基部１１１の第２方向ｘの一方側に導電接合されている。第１拡張部１１２は、筐体５０に支持されている。第１拡張部１１２の一部は、筐体５０の第２側面５３２から外部に突出している。
　第２端子１２は、図７～図９に示すように、第１方向ｚにおいて複数の第１半導体素子２１を基準として第１端子１１とは反対側に位置する。半導体装置Ａ１０においては、第２端子１２は、第１方向ｚにおいて複数の第１半導体素子２１と、筐体５０の底面５２との間に位置する。第２端子１２は、たとえば銅を含む金属板である。第２端子１２は、第２基部１２１および第２拡張部１２２を有する。第２基部１２１は、筐体５０の中空部５４に収容されており、かつ第２流通路５４２に接している。第２基部１２１は、第２方向ｘに延びる帯状である。第２基部１２１は、第１方向ｚにおいて筐体５０の頂面５１と同じ側を向く第１搭載面１２１Ａを有する。第２拡張部１２２は、第２基部１２１の第２方向ｘの一方側に導電接合されている。第２拡張部１２２は、筐体５０に支持されている。第２拡張部１２２の一部は、筐体５０の第１側面５３１から外部に突出している。
　複数の第１半導体素子２１は、図７～図９に示すように、第１方向ｚにおいて第１端子１１の第１基部１１１と、第２端子１２の第２基部１２１との間に位置する。複数の第１半導体素子２１は、筐体５０の中空部５４に収容されている。複数の第１半導体素子２１の各々は、第１流通路５４１および第２流通路５４２の各々に接している。第１方向ｚに視て、複数の第１半導体素子２１の各々は、第２基部１２１の第１搭載面１２１Ａに重なっている。複数の第１半導体素子２１は、いずれも同一の素子である。複数の第１半導体素子２１は、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）である。この他、複数の第１半導体素子２１は、ＭＩＳＦＥＴ（Metal-Insulator-Semiconductor Field-Effect Transistor）を含む電界効果トランジスタや、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）のようなバイポーラトランジスタでもよい。半導体装置Ａ１０の説明においては、複数の第１半導体素子２１は、ｎチャネル型であり、かつ縦型構造のＭＯＳＦＥＴを対象とする。複数の第１半導体素子２１は、化合物半導体基板を含む。当該化合物半導体基板の組成は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含む。複数の第１半導体素子２１は、第２方向ｘに沿って配列されている。
　図３および図１１に示すように、複数の第１半導体素子２１の各々は、第１電極２１１、第２電極２１２および第１ゲート電極２１３を有する。
　図１１に示すように、第１電極２１１は、第１方向ｚにおいて第１端子１１の第１基部１１１に対向する側に位置する。第１電極２１１は、第１端子１１に導通している。第１電極２１１には、第１半導体素子２１により変換された後の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第１電極２１１は、第１半導体素子２１のソースに相当する。第１電極２１１は、第１流通路５４１に接している。
　図１１に示すように、第２電極２１２は、第１方向ｚにおいて第２端子１２の第２基部１２１に対向している。第２電極２１２は、第２端子１２に導通している。第２電極２１２には、第１半導体素子２１により変換される前の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第２電極２１２は、第１半導体素子２１のドレインに相当する。第２電極２１２は、第２流通路５４２に接している。
　図１１に示すように、第１ゲート電極２１３は、第１方向ｚにおいて第１電極２１１と同じ側に位置する。第１ゲート電極２１３は、第１信号端子１４に導通している。第１ゲート電極２１３には、第１半導体素子２１を駆動するためのゲート電圧が印加される。図３に示すように、第１方向ｚに視て、第１ゲート電極２１３の面積は、第１電極２１１の面積よりも小さい。
　複数の第１導通部材３１の各々は、複数の第１半導体素子２１の各々の第１電極２１１のいずれかと、第１端子１１とに導通している。図７～図９に示すように、複数の第１導通部材３１は、第１方向ｚにおいて複数の第１半導体素子２１と、第１端子１１の第１基部１１１との間に位置する。複数の第１導通部材３１は、第１流通路５４１に収容されている。複数の第１導通部材３１は、たとえば銅を含む金属片である。複数の第１導通部材３１の各々は、たとえば円柱状である。図１０および図１１に示すように、複数の第１導通部材３１の各々の第１方向ｚの一方側は、接合層２９を介して複数の第１半導体素子２１のいずれかの第１電極２１１に電気的に接続されている。接合層２９は、ハンダである。この他、接合層２９は、銀（Ａｇ）などを含む焼結金属でもよい。複数の第１導通部材３１の各々の第１方向ｚの他方側は、接合層２９を介して第１端子１１の第１基部１１１に電気的に接続されている。複数の第１導通部材３１の各々の第１方向ｚの寸法Ｌ１は、複数の第１導通部材３１の各々の第１方向ｚに対して直交する方向の寸法よりも大きい。
　複数の第２導通部材３２の各々は、複数の第１半導体素子２１の各々の第２電極２１２のいずれかと、第２端子１２とに導通している。図７～図９に示すように、複数の第２導通部材３２は、第１方向ｚにおいて複数の第１半導体素子２１と、第２端子１２の第２基部１２１との間に位置する。複数の第２導通部材３２は、第２流通路５４２に収容されている。複数の第２導通部材３２は、たとえば銅を含む金属片である。複数の第２導通部材３２の各々は、たとえば円柱状である。図１０および図１１に示すように、複数の第２導通部材３２の各々の第１方向ｚの一方側は、接合層２９を介して複数の第１半導体素子２１のいずれかの第２電極２１２に電気的に接続されている。複数の第２導通部材３２の各々の第１方向ｚの他方側は、接合層２９を介して第２基部１２１の第１搭載面１２１Ａに電気的に接続されている。複数の第２導通部材３２の各々の第１方向ｚの寸法Ｌ２は、複数の第２導通部材３２の各々の第１方向ｚに対して直交する方向の寸法よりも大きい。
　第１信号端子１４は、図２に示すように、第１端子１１の第３方向ｙの一方側に位置する。第１信号端子１４は、筐体５０に支持されている。第１信号端子１４は、複数の第１半導体素子２１の各々の第１ゲート電極２１３に導通している。第１信号端子１４には、複数の第１半導体素子２１を駆動するためのゲート電圧が印加される。第１信号端子１４は、たとえば銅を含む金属リードである。図３に示すように、第１信号端子１４は、インナ部１４１およびアウタ部１４２を有する。インナ部１４１は、筐体５０に収容されている。インナ部１４１の一部は、筐体５０の中空部５４に収容されている。インナ部１４１は、第２方向ｘに延びる部分を含む。アウタ部１４２は、インナ部１４１につながっている。図６および図８に示すように、アウタ部１４２は、筐体５０の第３側面５３３から外部に突出している。
　複数の第３導通部材３３の各々は、複数の第１半導体素子２１の各々の第１ゲート電極２１３のいずれかと、第１信号端子１４とに導通している。図３に示すように、複数の第３導通部材３３の各々は、第３方向ｙに延びている。複数の第３導通部材３３の各々の一部は、第１流通路５４１に収容されている。複数の第３導通部材３３は、たとえば銅を含む金属リードである。複数の第３導通部材３３の各々の第３方向ｙの一方側は、接合層２９を介して複数の第１半導体素子２１のいずれかの第１ゲート電極２１３に電気的に接続されている。複数の第３導通部材３３の各々の第１方向ｚの他方側は、第１信号端子１４のインナ部１４１に電気的に接続されている。
　第２信号端子１５は、図２に示すように、第３方向ｙにおいて第１端子１１を基準として第１信号端子１４と同じ側に位置する。第２信号端子１５は、筐体５０に支持されている。第２信号端子１５は、複数の第１半導体素子２１の各々の第１電極２１１に導通している。第２信号端子１５には、複数の第１半導体素子２１の各々の第１電極２１１に印加される電圧と等電位の電圧が印加される。第２信号端子１５は、たとえば銅を含む金属リードである。図３に示すように、第２信号端子１５は、インナ部１５１およびアウタ部１５２を有する。インナ部１５１は、筐体５０に収容されている。インナ部１５１の一部は、筐体５０の中空部５４に収容されている。インナ部１５１は、第２方向ｘに延びる部分を含む。図８および図９に示すように、インナ部１５１は、第１信号端子１４のインナ部１４１よりも筐体５０の頂面５１の近くに位置する。アウタ部１５２は、インナ部１５１につながっている。図６および図９に示すように、アウタ部１５２は、筐体５０の第３側面５３３から外部に突出している。
　複数の第４導通部材３４の各々は、複数の第１半導体素子２１の各々の第１電極２１１のいずれかと、第２信号端子１５とに導通している。図３に示すように、第１方向ｚに視て、複数の第４導通部材３４の各々は、第３方向ｙに延びている。図９に示すように、複数の第４導通部材３４の各々は、第１信号端子１４のインナ部１４１を跨いでいる。複数の第４導通部材３４の各々の一部は、第１流通路５４１に収容されている。複数の第４導通部材３４は、たとえば銅を含む金属リードである。複数の第４導通部材３４の各々の第３方向ｙの一方側は、複数の第１半導体素子２１のいずれかの第１電極２１１に電気的に接続されている。複数の第４導通部材３４の各々の第１方向ｚの他方側は、第２信号端子１５のインナ部１５１に電気的に接続されている。
　次に、半導体装置Ａ１０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ１０は、第１半導体素子２１および第１端子１１を備える。第１端子１１は、第１半導体素子２１の第１方向ｚの一方側に位置するとともに、第１端子１１に導通している。第１方向ｚにおいて、第１半導体素子２１と第１端子１１との間には、第１流通路５４１が設けられている。第１半導体素子２１は、第１流通路５４１に接している。本構成をとることにより、図１２に示すように、筐体５０の中空部５４に冷媒６０を流入させた際、第１流通路５４１に冷媒６０が流下する。これにより、第１半導体素子２１に冷媒６０が直接接触するため、半導体装置Ａ１０の冷却効率が従来よりも高くなる。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ１０においては、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能となる。
　半導体装置Ａ１０は、第１半導体素子２１と第１端子１１とに導通する第１導通部材３１をさらに備える。第１導通部材３１は、第１流通路５４１に収容されている。本構成をとることにより、第１導通部材３１に冷媒６０が直接接触する。これにより、第１半導体素子２１から第１導通部材３１に伝導した熱を効率よく外部に放出できる。
　第１半導体素子２１の第１電極２１１は、第１流通路５４１に接している。本構成をとることにより、第１電極２１１に冷媒６０が直接接触する。これにより、第１半導体素子２１から発した熱を効率よく外部に放出できる。
　第１導通部材３１の第１方向ｚの寸法Ｌ１は、第１導通部材３１の第１方向ｚに対して直交する方向における寸法よりも大きい。本構成をとることにより、第１導通部材３１に起因した、第１流通路５４１の急縮にかかる冷媒６０の流れのエネルギー損失を低減できる。
　半導体装置Ａ１０は、第２端子１２および第２導通部材３２をさらに備える。第１方向ｚにおいて、第１半導体素子２１と第２端子１２との間には、第２流通路５４２が設けられている。第２導通部材３２は、第２流通路５４２に収容されている。第１半導体素子２１は、第２流通路５４２に接している。本構成をとることにより、図１２に示すように、筐体５０の中空部５４に冷媒６０を流入させた際、第１流通路５４１に加えて第２流通路５４２にも冷媒６０が流下する。これにより、第１半導体素子２１により多くの冷媒６０が直接接触するため、半導体装置Ａ１０の冷却効率が従来よりもさらに高くなる。
　第１半導体素子２１の第２電極２１２は、第２流通路５４２に接している。本構成をとることにより、第２電極２１２に冷媒６０が直接接触する。これにより、第１半導体素子２１から発した熱をさらに効率よく外部に放出できる。
　第２導通部材３２の第１方向ｚの寸法Ｌ２は、第２導通部材３２の第１方向ｚに対して直交する方向における寸法よりも大きい。本構成をとることにより、第２導通部材３２に起因した、第２流通路５４２の急縮にかかる冷媒６０の流れのエネルギー損失を低減できる。
　半導体装置Ａ１０は、第１端子１１および第２端子１２の各々を支持する筐体５０をさらに備える。筐体５０には、流入口５５および流出口５６が設けられている。流入口５５および流出口５６は、第１方向ｚに対して直交する方向において第１導通部材３１を基準として互いに反対側に位置する。本構成をとることにより、第１導通部材３１に冷媒６０が直接接触しやすくなるように、冷媒６０を導流させることができる。
　第２実施形態：
　図１３～図１５に基づき、本開示の第２実施形態にかかる半導体装置Ａ２０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１３の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図７の断面位置に対応している。図１４の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図８の断面位置に対応している。
　半導体装置Ａ２０においては、複数の第２導通部材３２を具備しないことが、半導体装置Ａ１０の場合と異なる。
　図１３～図１５に示すように、複数の第１半導体素子２１の各々の第２電極２１２は、接合層２９を介して第２端子１２の第２基部１２１の第１搭載面１２１Ａに導電接合されている。
　次に、半導体装置Ａ２０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ２０は、第１半導体素子２１および第１端子１１を備える。第１端子１１は、第１半導体素子２１の第１方向ｚの一方側に位置するとともに、第１端子１１に導通している。第１方向ｚにおいて、第１半導体素子２１と第１端子１１との間には、第１流通路５４１が設けられている。第１半導体素子２１は、第１流通路５４１に接している。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ２０においても、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能となる。さらに半導体装置Ａ２０においては、半導体装置Ａ１０と共通する構成を具備することにより、半導体装置Ａ１０と同等の作用効果を奏する。
　半導体装置Ａ２０においては、第１半導体素子２１の第２電極２１２が、第２端子１２に導電接合されている。本構成をとることにより、半導体装置Ａ２０においては、第２導通部材３２が不要となる。これにより、第２電極２１２と第２端子１２との間の導電経路の長さがより短縮されるため、半導体装置Ａ２０における寄生インダクタンスの低減を図ることが可能となる。
　第３実施形態：
　図１６～図１８に基づき、本開示の第３実施形態にかかる半導体装置Ａ３０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図１６の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図７の断面位置に対応している。図１７の断面位置は、半導体装置Ａ１０を示す図８の断面位置に対応している。
　半導体装置Ａ３０においては、複数の第１導通部材３１、および複数の第２導通部材３２の構成が、半導体装置Ａ１０の当該構成と異なる。
　図１６～図１８に示すように、複数の第２導通部材３２の各々の第１方向ｚの寸法Ｌ２は、複数の第１導通部材３１の各々の第１方向ｚの寸法Ｌ１よりも大きい。図１８に示すように、複数の第１導通部材３１の各々は、第１方向ｚに対して直交する方向を向く第１周面３１Ａを有する。複数の第２導通部材３２の各々は、第１方向ｚに対して直交する方向を向く第２周面３２Ａを有する。第２周面３２Ａの面積は、第１周面３１Ａの面積よりも大きい。
　次に、半導体装置Ａ３０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ３０は、第１半導体素子２１および第１端子１１を備える。第１端子１１は、第１半導体素子２１の第１方向ｚの一方側に位置するとともに、第１端子１１に導通している。第１方向ｚにおいて、第１半導体素子２１と第１端子１１との間には、第１流通路５４１が設けられている。第１半導体素子２１は、第１流通路５４１に接している。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ３０においても、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能となる。さらに半導体装置Ａ３０においては、半導体装置Ａ１０と共通する構成を具備することにより、半導体装置Ａ１０と同等の作用効果を奏する。
　半導体装置Ａ３０においては、第１導通部材３１は、第１方向ｚに対して直交する方向を向く第１周面３１Ａを有する。第２導通部材３２は、第１方向ｚに対して直交する方向を向く第２周面３２Ａを有する。本構成をとることにより、図１２に示すように、筐体５０の中空部５４に冷媒６０を流入させた際、冷媒６０に対する第１導通部材３１および第２導通部材３２の各々の接触面積に関し、第２導通部材３２の接触面積の方が第１導通部材３１の接触面積よりも大きくなる。これにより、第１半導体素子２１において、第２電極２１２から発せられた熱の方が、第１電極２１１から発せられた熱よりも外部に放出されやすくなる。
　第４実施形態：
　図１９～図２２に基づき、本開示の第４実施形態にかかる半導体装置Ａ４０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
　半導体装置Ａ４０においては、第１端子１１および第２端子１２の構成が、半導体装置Ａ１０の当該構成と異なる。
　図１９、図２１および図２２に示すように、第１端子１１の第１基部１１１は、筐体５０の頂面５１から外部に露出している。半導体装置Ａ１０の場合と異なり、第１端子１１は、第１拡張部１１２を具備しない。
　図２０～図２２に示すように、第２端子１２の第２基部１２１は、筐体５０の底面５２から外部に露出している。半導体装置Ａ１０の場合と異なり、第２端子１２は、第２拡張部１２２を具備しない。
　次に、半導体装置Ａ４０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ４０は、第１半導体素子２１および第１端子１１を備える。第１端子１１は、第１半導体素子２１の第１方向ｚの一方側に位置するとともに、第１端子１１に導通している。第１方向ｚにおいて、第１半導体素子２１と第１端子１１との間には、第１流通路５４１が設けられている。第１半導体素子２１は、第１流通路５４１に接している。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ４０においても、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能となる。さらに半導体装置Ａ４０においては、半導体装置Ａ１０と共通する構成を具備することにより、半導体装置Ａ１０と同等の作用効果を奏する。
　半導体装置Ａ４０においては、第１端子１１は、筐体５０の頂面５１から外部に露出している。第２端子１２は、筐体５０の底面５２から外部に露出している。本構成をとることにより、半導体装置Ａ４０の第１方向ｚの寸法をより縮小することが可能となる。
　第５実施形態：
　図２３～図２８に基づき、本開示の第５実施形態にかかる半導体装置Ａ５０について説明する。これらの図において、先述した半導体装置Ａ１０と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。ここで、図２３は、理解の便宜上、筐体５０を透過している。図２３では、透過した筐体５０を想像線で示している。
　半導体装置Ａ５０においては、半導体装置Ａ１０に対して、第３端子１３、第３信号端子１６、第４信号端子１７、複数の第２半導体素子２２、複数の第５導通部材３５、複数の第６導通部材３６、複数の第７導通部材３７、および複数の第８導通部材３８をさらに具備する。
　半導体装置Ａ５０においては、複数の第１半導体素子２１、および複数の第２半導体素子２２を含むハーフブリッジ回路が構成されている。半導体装置Ａ５０は、第２端子１２および第３端子１３に供給された直流電力を、複数の第１半導体素子２１、および複数の第２半導体素子２２により交流電力に変換する。第２端子１２は、Ｐ端子（正極）である。第３端子１３は、Ｎ端子（負極）である。変換された交流電力は、第１端子１１からモータなどの電力供給対象に入力される。
　図２５～図２７に示すように、中空部５４は、第１流通路５４１および第２流通路５４２に加えて、第３流通路５４３および第４流通路５４４を含む。第３流通路５４３は、第１方向ｚにおいて複数の第２半導体素子２２と、第３端子１３との間に設けられている。第４流通路５４４は、第１方向ｚにおいて複数の第２半導体素子２２と、第１端子１１との間に設けられている。第１端子１１の第１基部１１１は、第１流通路５４１および第４流通路５４４の各々に接している。
　第３端子１３は、図２４に示すように、第１方向ｚにおいて第１端子１１を基準として第２端子１２とは反対側に位置する。半導体装置Ａ５０においては、第３端子１３は、第１方向ｚにおいて複数の第２半導体素子２２と、筐体５０の頂面５１との間に位置する。第３端子１３は、たとえば銅を含む金属板である。第３端子１３は、第３基部１３１および第３拡張部１３２を有する。第３基部１３１は、筐体５０の中空部５４に収容されている。第３基部１３１は、第３流通路５４３に接している。第３基部１３１は、第２方向ｘに延びる帯状である。第３拡張部１３２は、第３基部１３１の第２方向ｘの一方側に導電接合されている。第３拡張部１３２は、筐体５０に支持されている。第３拡張部１３２の一部は、筐体５０の第１側面５３１から外部に突出している。第１方向ｚに視て、第３拡張部１３２は、第２端子１２の第２拡張部１２２に重なっている。
　複数の第２半導体素子２２は、図２４～図２６に示すように、第１方向ｚにおいて第１端子１１の第１基部１１１と、第３端子１３の第３基部１３１との間に位置する。複数の第２半導体素子２２は、筐体５０の中空部５４に収容されている。複数の第２半導体素子２２の各々は、第３流通路５４３および第４流通路５４４の各々に接している。第１方向ｚに視て、複数の第２半導体素子２２の各々は、第１基部１１１の第２搭載面１１１Ａに重なっている。第２搭載面１１１Ａは、第１方向ｚにおいて第２端子１２の第２基部１２１の第１搭載面１２１Ａと同じ側を向く。複数の第２半導体素子２２は、複数の第１半導体素子２１と同一の素子である。したがって、複数の第２半導体素子２２は、ｎチャネル型であり、かつ縦型構造のＭＯＳＦＥＴである。複数の第２半導体素子２２は、第２方向ｘに沿って配列されている。
　図２８に示すように、複数の第２半導体素子２２の各々は、第３電極２２１、第４電極２２２および第２ゲート電極２２３を有する。
　図２８に示すように、第３電極２２１は、第１方向ｚにおいて第３端子１３の第３基部１３１に対向する側に位置する。第３電極２２１は、第３端子１３に導通している。第３電極２２１には、第２半導体素子２２により変換された後の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第３電極２２１は、第２半導体素子２２のソースに相当する。第３電極２２１は、第３流通路５４３に接している。
　図２８に示すように、第４電極２２２は、第１方向ｚにおいて第１端子１１の第１基部１１１に対向している。第４電極２２２は、第１端子１１に導通している。第４電極２２２には、第２半導体素子２２により変換される前の電力に対応する電流が流れる。すなわち、第４電極２２２は、第２半導体素子２２のドレインに相当する。第４電極２２２は、第４流通路５４４に接している。
　図２８に示すように、第２ゲート電極２２３は、第１方向ｚにおいて第３電極２２１と同じ側に位置する。第２ゲート電極２２３は、第３信号端子１６に導通している。第２ゲート電極２２３には、第２半導体素子２２を駆動するためのゲート電圧が印加される。第１方向ｚに視て、第２ゲート電極２２３の面積は、第３電極２２１の面積よりも小さい。
　複数の第５導通部材３５の各々は、複数の第２半導体素子２２の各々の第３電極２２１のいずれかと、第３端子１３とに導通している。図２４～図２６に示すように、複数の第５導通部材３５は、第１方向ｚにおいて複数の第２半導体素子２２と、第３端子１３の第３基部１３１との間に位置する。複数の第５導通部材３５は、第３流通路５４３に収容されている。複数の第５導通部材３５は、たとえば銅を含む金属片である。複数の第５導通部材３５の各々は、たとえば円柱状である。複数の第５導通部材３５の各々の第１方向ｚの一方側は、複数の第２半導体素子２２のいずれかの第３電極２２１に電気的に接続されている。複数の第５導通部材３５の各々の第１方向ｚの他方側は、第３端子１３の第３基部１３１に電気的に接続されている。図２７および図２８に示すように、複数の第５導通部材３５の各々の第１方向ｚの寸法Ｌ３は、複数の第５導通部材３５の各々の第１方向ｚに対して直交する方向の寸法よりも大きい。
　複数の第６導通部材３６の各々は、複数の第２半導体素子２２の各々の第４電極２２２のいずれかと、第１端子１１とに導通している。図２４～図２６に示すように、複数の第６導通部材３６は、第１方向ｚにおいて複数の第２半導体素子２２と、第１端子１１の第１基部１１１との間に位置する。複数の第６導通部材３６は、第４流通路５４４に収容されている。複数の第６導通部材３６は、たとえば銅を含む金属片である。複数の第６導通部材３６の各々は、たとえば円柱状である。複数の第６導通部材３６の各々の第１方向ｚの一方側は、複数の第２半導体素子２２のいずれかの第４電極２２２に電気的に接続されている。複数の第６導通部材３６の各々の第１方向ｚの他方側は、第１基部１１１の第２搭載面１１１Ａに電気的に接続されている。図２７および図２８に示すように、複数の第６導通部材３６の各々の第１方向ｚの寸法Ｌ４は、複数の第６導通部材３６の各々の第１方向ｚに対して直交する方向の寸法よりも大きい。
　第３信号端子１６は、図２３に示すように、第３端子１３の第３方向ｙの一方側に位置する。第１方向ｚに視て、第３信号端子１６は、第１信号端子１４に重なっている。第３信号端子１６は、筐体５０に支持されている。第３信号端子１６は、複数の第２半導体素子２２の各々の第２ゲート電極２２３に導通している。第３信号端子１６には、複数の第２半導体素子２２を駆動するためのゲート電圧が印加される。第３信号端子１６は、たとえば銅を含む金属リードである。図２３に示すように、第３信号端子１６は、インナ部１６１およびアウタ部１６２を有する。インナ部１６１は、筐体５０に収容されている。インナ部１６１の一部は、筐体５０の中空部５４に収容されている。インナ部１６１は、第２方向ｘに延びる部分を含む。アウタ部１６２は、インナ部１６１につながっている。図２５に示すように、アウタ部１６２は、筐体５０の第３側面５３３から外部に突出している。
　複数の第７導通部材３７の各々は、複数の第２半導体素子２２の各々の第２ゲート電極２２３のいずれかと、第４信号端子１７とに導通している。図２３に示すように、複数の第７導通部材３７の各々は、第３方向ｙに延びている。複数の第７導通部材３７の各々の一部は、第３流通路５４３に収容されている。複数の第７導通部材３７は、たとえば銅を含む金属リードである。複数の第７導通部材３７の各々の第３方向ｙの一方側は、接合層２９を介して複数の第２半導体素子２２のいずれかの第２ゲート電極２２３に電気的に接続されている。複数の第７導通部材３７の各々の第１方向ｚの他方側は、第３信号端子１６のインナ部１６１に電気的に接続されている。
　第４信号端子１７は、図２３に示すように、第３方向ｙにおいて第３端子１３を基準として第３信号端子１６と同じ側に位置する。第１方向ｚに視て、第４信号端子１７は、第２信号端子１５に重なっている。第４信号端子１７は、筐体５０に支持されている。第４信号端子１７は、複数の第２半導体素子２２の各々の第３電極２２１に導通している。第４信号端子１７には、複数の第２半導体素子２２の各々の第３電極２２１に印加される電圧と等電位の電圧が印加される。第４信号端子１７は、たとえば銅を含む金属リードである。図２３に示すように、第４信号端子１７は、インナ部１７１およびアウタ部１７２を有する。インナ部１７１は、筐体５０に収容されている。インナ部１７１の一部は、筐体５０の中空部５４に収容されている。インナ部１７１は、第２方向ｘに延びる部分を含む。図２５および図２６に示すように、インナ部１７１は、第３信号端子１６のインナ部１６１よりも筐体５０の頂面５１の近くに位置する。アウタ部１７２は、インナ部１７１につながっている。図２６に示すように、アウタ部１７２は、筐体５０の第３側面５３３から外部に突出している。
　複数の第８導通部材３８の各々は、複数の第２半導体素子２２の各々の第３電極２２１のいずれかと、第４信号端子１７とに導通している。図２３に示すように、第１方向ｚに視て、複数の第８導通部材３８の各々は、第３方向ｙに延びている。図２６に示すように、複数の第８導通部材３８の各々は、第３信号端子１６のインナ部１６１を跨いでいる。複数の第８導通部材３８の各々の一部は、第３流通路５４３に収容されている。複数の第８導通部材３８は、たとえば銅を含む金属リードである。複数の第８導通部材３８の各々の第３方向ｙの一方側は、複数の第２半導体素子２２のいずれかの第３電極２２１に電気的に接続されている。複数の第８導通部材３８の各々の第１方向ｚの他方側は、第４信号端子１７のインナ部１７１に電気的に接続されている。
　次に、図２９に基づき、半導体装置Ａ５０が搭載された車両Ｂについて説明する。車両Ｂは、たとえば電気自動車（ＥＶ）である。
　図２９に示すように、車両Ｂは、車載充電器８１、蓄電池８２および駆動系統８３を備える。車載充電器８１には、屋外に設置された給電施設（図示略）から無線により電力が供給される。この他、給電施設から車載充電器８１への電力の供給手段は、有線でもよい。車載充電器８１には、昇圧型のＤＣ－ＤＣコンバータが構成されている。車載充電器８１に供給された電力の電圧は、当該コンバータにより昇圧された後、蓄電池８２に給電される。昇圧された電圧は、たとえば６００Ｖである。
　駆動系統８３は、車両Ｂを駆動する。駆動系統８３は、インバータ８３１および駆動源８３２を有する。半導体装置Ａ５０は、インバータ８３１の一部を構成する。蓄電池８２に蓄えられた電力は、インバータ８３１に給電される。蓄電池８２からインバータ８３１に給電される電力は、直流電力である。この他、図２９に示す電力系統とは異なり、蓄電池８２とインバータ８３１との間に昇圧型のＤＣ－ＤＣコンバータをさらに設けてもよい。インバータ８３１は、直流電力を交流電力に変換する。半導体装置Ａ５０を含めたインバータ８３１は、駆動源８３２に導通している。駆動源８３２は、交流モータおよび変速機を有する。インバータ８３１によって変換された交流電力が駆動源８３２に供給されると、交流モータが回転するとともに、その回転が変速機に伝達される。変速機は、交流モータから伝達された回転数を適宜減じた上で、車両Ｂの駆動軸を回転させる。これにより、車両Ｂが駆動する。車両Ｂの駆動にあたっては、アクセルペダルの変動量などの情報に基づき交流モータの回転数を自在に操作する必要がある。そこで、インバータ８３１における半導体装置Ａ５０は、要求される交流モータの回転数に対応させるべく、周波数が適宜変化された交流電力を出力するために必要である。
　次に、半導体装置Ａ５０の作用効果について説明する。
　半導体装置Ａ５０は、第１半導体素子２１および第１端子１１を備える。第１端子１１は、第１半導体素子２１の第１方向ｚの一方側に位置するとともに、第１端子１１に導通している。第１方向ｚにおいて、第１半導体素子２１と第１端子１１との間には、第１流通路５４１が設けられている。第１半導体素子２１は、第１流通路５４１に接している。したがって、本構成によれば、半導体装置Ａ５０においても、冷却効率のさらなる向上を図ることが可能となる。さらに半導体装置Ａ５０においては、半導体装置Ａ１０と共通する構成を具備することにより、半導体装置Ａ１０と同等の作用効果を奏する。
　本開示は、先述した実施形態に限定されるものではない。本開示の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
　本開示は、以下の付記に記載した実施形態を含む。
　付記１．
　半導体素子と、
　前記半導体素子の第１方向の一方側に位置するとともに、前記半導体素子に導通する第１端子と、を備え、
　前記第１方向において、前記半導体素子と前記第１端子との間には、第１流通路が設けられており、
　前記半導体素子は、前記第１流通路に接している、半導体装置。
　付記２．
　前記半導体素子と前記第１端子とに導通する第１導通部材をさらに備え、
　前記第１導通部材は、前記第１流通路に収容されている、付記１に記載の半導体装置。
　付記３．
　前記半導体素子は、前記第１流通路に対向する第１電極を有し、
　前記第１導通部材は、前記第１電極および前記第１端子の各々に電気的に接続されている、付記２に記載の半導体装置。
　付記４．
　前記第１電極は、前記第１流通路に接している、付記３に記載の半導体装置。
　付記５．
　前記第１導通部材は、前記第１方向に対して直交する方向に互いに離れた第１部材および第２部材を含む、付記４に記載の半導体装置。
　付記６．
　前記第１導通部材の前記第１方向の寸法は、前記第１導通部材の前記第１方向に対して直交する方向の寸法よりも大きい、付記５に記載の半導体装置。
　付記７．
　前記第１方向において前記半導体素子を基準として前記第１端子とは反対側に位置する第２端子をさらに備え、
　前記半導体素子は、前記第２端子に対向する第２電極を有し、
　前記第２電極は、前記第２端子に導通している、付記３に記載の半導体装置。
　付記８．
　前記第２電極と前記第２端子との各々に電気的に接続された第２導通部材をさらに備え、
　前記第１方向において、前記半導体素子と前記第２端子との間には、前記第２導通部材が収容された第２流通路が設けられており、
　前記半導体素子は、前記第２流通路に接している、付記７に記載の半導体装置。
　付記９．
　前記第２電極は、前記第２流通路に接している、付記８に記載の半導体装置。
　付記１０．
　前記第２導通部材の前記第１方向の寸法は、前記第２導通部材の前記第１方向に対して直交する方向の寸法よりも大きい、付記９に記載の半導体装置。
　付記１１．
　前記第１導通部材は、前記第１方向に対して直交する方向を向く第１周面を有し、
　前記第２導通部材は、前記第１方向に対して直交する方向を向く第２周面を有し、
　前記第２周面の面積は、前記第１周面の面積よりも大きい、付記８に記載の半導体装置。
　付記１２．
　前記第２電極が、前記第２端子に導電接合されている、付記７に記載の半導体装置。
　付記１３．
　信号端子をさらに備え、
　前記半導体素子は、前記第１方向において前記第１電極と同じ側に位置するゲート電極を有し、
　前記信号端子は、前記ゲート電極に導通している、付記７ないし１２のいずれかに記載の半導体装置。
　付記１４．
　前記ゲート電極と前記信号端子との各々に電気的に接続された第３導通部材をさらに備え、
　前記第３導通部材の一部は、前記第１流通路に収容されている、付記１３に記載の半導体装置。
　付記１５．
　前記第１端子、前記第２端子および前記信号端子の各々を支持する筐体をさらに備え、
　前記筐体には、前記第１流通路を含む中空部が設けられており、
　前記半導体素子は、前記中空部に収容されている、付記１３に記載の半導体装置。
　付記１６．
　前記筐体は、各々が前記中空部に通じる流入口および流出口を有し、
　前記流入口および前記流出口は、前記第１方向に対して直交する方向において前記第１導通部材を基準として互いに反対側に位置する、付記１５に記載の半導体装置。
　付記１７．
　駆動源と、
　付記１３に記載の半導体装置と、を具備しており、
　前記半導体装置は、前記駆動源に導通している、車両。
Ａ１０～Ａ５０：半導体装置　　　　Ｂ：車両
１１：第１端子　　　　１１１：第１基部
１１１Ａ：第２搭載面　　　　１１２：第１拡張部
１２：第２端子　　　　１２１：第２基部
１２１Ａ：第１搭載面　　　　１２２：第２拡張部
１３：第３端子　　　　１３１：第３基部
１３２：第３拡張部　　　　１４：第１信号端子
１４１：インナ部　　　　１４２：アウタ部
１５：第２信号端子　　　　１５１：インナ部
１５２：アウタ部　　　　１６：第３信号端子
１６１：インナ部　　　　１６２：アウタ部
１７：第４信号端子　　　　１７１：インナ部
１７２：アウタ部　　　　２１：第１半導体素子
２１１：第１電極　　　　２１２：第２電極
２１３：第１ゲート電極　　　　２２：第２半導体素子
２２１：第３電極　　　　２２２：第４電極
２２３：第２ゲート電極　　　　２９：接合層
３１：第１導通部材　　　　３１Ａ：第１周面
３２：第２導通部材　　　　３２Ａ：第２周面
３３：第３導通部材　　　　３４：第４導通部材
３５：第５導通部材　　　　３６：第６導通部材
３７：第７導通部材　　　　３８：第８導通部材
５０：筐体　　　　５１：頂面
５２：底面　　　　５３１～５３４：第１側面～第４側面
５４：中空部　　　　５４１～５４４：第１流通路～第４流通路
５５：流入口　　　　５６：流出口
６０：冷媒　　　　８１：車載充電器
８２：蓄電池　　　　８３：駆動系統
８３１：インバータ　　　　８３２：駆動源
ｚ：第１方向　　　　ｘ：第２方向
ｙ：第３方向

Claims (17)

  1. 　半導体素子と、
    　前記半導体素子の第１方向の一方側に位置するとともに、前記半導体素子に導通する第１端子と、を備え、
    　前記第１方向において、前記半導体素子と前記第１端子との間には、第１流通路が設けられており、
    　前記半導体素子は、前記第１流通路に接している、半導体装置。
  2. 　前記半導体素子と前記第１端子とに導通する第１導通部材をさらに備え、
    　前記第１導通部材は、前記第１流通路に収容されている、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 　前記半導体素子は、前記第１流通路に対向する第１電極を有し、
    　前記第１導通部材は、前記第１電極および前記第１端子の各々に電気的に接続されている、請求項２に記載の半導体装置。
  4. 　前記第１電極は、前記第１流通路に接している、請求項３に記載の半導体装置。
  5. 　前記第１導通部材は、前記第１方向に対して直交する方向に互いに離れた第１部材および第２部材を含む、請求項４に記載の半導体装置。
  6. 　前記第１導通部材の前記第１方向の寸法は、前記第１導通部材の前記第１方向に対して直交する方向の寸法よりも大きい、請求項５に記載の半導体装置。
  7. 　前記第１方向において前記半導体素子を基準として前記第１端子とは反対側に位置する第２端子をさらに備え、
    　前記半導体素子は、前記第２端子に対向する第２電極を有し、
    　前記第２電極は、前記第２端子に導通している、請求項３に記載の半導体装置。
  8. 　前記第２電極と前記第２端子との各々に電気的に接続された第２導通部材をさらに備え、
    　前記第１方向において、前記半導体素子と前記第２端子との間には、前記第２導通部材が収容された第２流通路が設けられており、
    　前記半導体素子は、前記第２流通路に接している、請求項７に記載の半導体装置。
  9. 　前記第２電極は、前記第２流通路に接している、請求項８に記載の半導体装置。
  10. 　前記第２導通部材の前記第１方向の寸法は、前記第２導通部材の前記第１方向に対して直交する方向の寸法よりも大きい、請求項９に記載の半導体装置。
  11. 　前記第１導通部材は、前記第１方向に対して直交する方向を向く第１周面を有し、
    　前記第２導通部材は、前記第１方向に対して直交する方向を向く第２周面を有し、
    　前記第２周面の面積は、前記第１周面の面積よりも大きい、請求項８に記載の半導体装置。
  12. 　前記第２電極が、前記第２端子に導電接合されている、請求項７に記載の半導体装置。
  13. 　信号端子をさらに備え、
    　前記半導体素子は、前記第１方向において前記第１電極と同じ側に位置するゲート電極を有し、
    　前記信号端子は、前記ゲート電極に導通している、請求項７ないし１２のいずれかに記載の半導体装置。
  14. 　前記ゲート電極と前記信号端子との各々に電気的に接続された第３導通部材をさらに備え、
    　前記第３導通部材の一部は、前記第１流通路に収容されている、請求項１３に記載の半導体装置。
  15. 　前記第１端子、前記第２端子および前記信号端子の各々を支持する筐体をさらに備え、
    　前記筐体には、前記第１流通路を含む中空部が設けられており、
    　前記半導体素子は、前記中空部に収容されている、請求項１３に記載の半導体装置。
  16. 　前記筐体は、各々が前記中空部に通じる流入口および流出口を有し、
    　前記流入口および前記流出口は、前記第１方向に対して直交する方向において前記第１導通部材を基準として互いに反対側に位置する、請求項１５に記載の半導体装置。
  17. 　駆動源と、
    　請求項１３に記載の半導体装置と、を具備しており、
    　前記半導体装置は、前記駆動源に導通している、車両。
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