DE102004047306B4 - Leistungs-Halbleiterbauteil mit mehreren Bauteilkomponenten - Google Patents

Leistungs-Halbleiterbauteil mit mehreren Bauteilkomponenten Download PDF

Info

Publication number
DE102004047306B4
DE102004047306B4 DE102004047306A DE102004047306A DE102004047306B4 DE 102004047306 B4 DE102004047306 B4 DE 102004047306B4 DE 102004047306 A DE102004047306 A DE 102004047306A DE 102004047306 A DE102004047306 A DE 102004047306A DE 102004047306 B4 DE102004047306 B4 DE 102004047306B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power
control
component
bonding wire
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102004047306A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004047306A1 (de
Inventor
Ralf Otremba
Khalil Dr. Hosseini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE102004047306A priority Critical patent/DE102004047306B4/de
Priority to US11/235,474 priority patent/US7514778B2/en
Publication of DE102004047306A1 publication Critical patent/DE102004047306A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004047306B4 publication Critical patent/DE102004047306B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517Additional leads
    • H01L23/4952Additional leads the additional leads being a bump or a wire
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/41Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of a plurality of strap connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601Structure
    • H01L2224/0603Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/37Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/3754Coating
    • H01L2224/37599Material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/4501Shape
    • H01L2224/45012Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015Cross-sectional shape being circular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124Aluminium (Al) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48145Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/4847Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/4901Structure
    • H01L2224/4903Connectors having different sizes, e.g. different diameters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/4905Shape
    • H01L2224/49051Connectors having different shapes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49171Fan-out arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73221Strap and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/36Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L24/37Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/0102Calcium [Ca]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20Parameters
    • H01L2924/207Diameter ranges
    • H01L2924/20755Diameter ranges larger or equal to 50 microns less than 60 microns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20Parameters
    • H01L2924/207Diameter ranges
    • H01L2924/2076Diameter ranges equal to or larger than 100 microns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

Leistungs-Halbleiterbauteil (1', 1''), das mehrere Bauteilkomponenten (2, 3, 4), die durch Bonddrähte unterschiedlicher Dicken kontaktiert werden, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche wenigstens eines Bonddrahts (23, 24) als Kontaktfläche für wenigstens einen weiteren Bonddraht (211, 213, 23', 24') dient, wobei der als Kontaktfläche dienende Bonddraht (23, 24) dicker als der darauf kontaktierte Bonddraht (211, 213, 23', 24') ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Leistungs-Halbleiterbauteil, das mehrere Bauteilkomponenten, die durch Bonddrähte unterschiedlicher Dicken kontaktiert werden, aufweist.
  • Leistungs-Halbleiterbauteile können neben Leistungskomponenten auch Steuerkomponenten, die zur Steuerung der Leistungskomponenten dienen, aufweisen. Da die Stromstärken der elektrischen Ströme, die die Leistungskomponenten durchsetzen, wesentlich höher sind als die Stärken der elektrischen Ströme, die den Steuerkomponenten zugeführt werden, fallen die Dicken von Leistungsbonddrähten, die die Leistungskomponenten kontaktieren, gegenüber den Dicken der Steuerbonddrähte, die die Steuerkomponenten kontaktieren, sehr unterschiedlich aus.
  • Die Verdrahtung von Leistungskomponenten und Steuerkomponenten ist relativ aufwändig, da für jeden Bonddraht Kontaktflächen auf den Leistungskomponenten beziehungsweise Steuerkomponenten vorgesehen werden müssen, wobei der laterale Platzbedarf der Kontaktflächen je nach Art des Bonddrahts (Leistungsbonddraht oder Steuerbonddraht) unterschiedlich ausfällt.
  • In 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein bekanntes Leistungs-Halbleiterbauteil gezeigt.
  • Ein Leistungs-Halbleiterbauteil 1 weist eine erste Leistungskomponente 2, eine zweite Leistungskomponente 3 sowie eine Steuerungskomponente 4 zur Steuerung der ersten und zweiten Leistungskomponente 2, 3 auf. Die erste und zweite Leistungskomponente 2, 3 sind nebeneinander angeordnet, die Steuerungskomponente 4 ist auf der zweiten Leistungskomponente 3 vorgesehen. Auf der ersten Leistungskomponente 2 sind eine Leistungskontaktfläche 5 sowie Steuerungskontaktflächen 6, 7 vorgesehen. Auf der zweiten Leistungskomponente 3 sind eben falls eine Leistungskontaktfläche 8 sowie Steuerungskontaktflächen 9, 10 vorgesehen. Auf der Steuerungskomponente 4 sind Steuerungskontaktflächen 11 bis 20 vorgesehen. Die auf der ersten und zweiten Leistungskomponente 2, 3 vorgesehenen Steuerungskontaktflächen 6, 7, 9 und 10 sind über Steuerungsbonddrähte 211 , 212 , 213 , 214 mit den auf der Steuerungskomponente 4 vorgesehenen Steuerungskontaktflächen 13, 14, 11, 14 elektrisch verbunden. Weiterhin sind die auf der Steuerungskomponente 4 vorgesehenen Steuerungskontaktflächen 15 bis 20 mit externen Anschlüssen 22 des Leistungs-Halbleiterbauteils 1 über Steuerungsbonddrähte 215 bis 2110 elektrisch verbunden. Die Leistungskontaktflächen 6 und 8 werden jeweils durch einen Leistungsbonddraht 23, 24 elektrisch kontaktiert, wobei jeder Leistungsbonddraht 23, 24 wiederum mit einem externen Anschluss 22 elektrisch verbunden ist.
  • Nachteilig an dem in 1 beschriebenen Leistungs-Halbleiterbauteil 1 ist, dass die Leistungskontaktflächen 5, 8 und die Steuerungskontaktflächen 6, 7, 9 und 10 in ihrer Gesamtheit relativ viel Platz beanspruchen, so dass bei vorgegebener lateraler Ausdehnung der Leistungskomponenten 2 und 3 die innerhalb der Leistungskomponenten 2, 3 vorgesehenen aktiven Gebiete in der Regel umso kleiner ausfallen, je höher die laterale Ausdehnung der Leistungskontaktflächen 5 und 8 ist. Dies führt entweder zu einer erhöhten lateralen Ausdehnung der Leistungskomponenten 2, 3 (bei gleich bleibender Leistung der Leistungskomponenten), oder zu einer geringeren Leistung der Leistungskomponenten 2, 3 (bei gleich bleibenden lateralen Abmessungen).
  • In der Druckschrift ETG Fachbericht 39, "Bauelemente der Leistungselektronik und ihre Anwendungen", Vorträge der ETG Fachtagung, 13. bis 14. Mai 1992, Bad Nauheim, ist ein Leistungs-Halbleiterbauelement offenbart, das mehrere Bauteilkomponenten, die durch Bonddrähte unterschiedlicher Dicke kontaktiert werden, aufweist. Die Druckschrift JP 10125710 A offenbart ein Leistungs-Halbleiterbauelement, bei dem die Oberfläche eines Bonddrahtes als Kontaktfläche eines weiteren Bonddrahts dient. Beide Bonddrähte weisen die gleiche Dicke auf. Die Druckschrift EP 0 265 927 A2 offenbart ein Halbleiterbauelement, bei dem die Oberfläche eines Bonddrahts als Kontaktfläche eines weiteren Bonddrahts dient. Die Bonddrähte weisen die gleiche Dicke auf.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist, ein Leistungs-Halbleiterbauteil anzugeben, das einen reduzierten lateralen Platzbedarf aufweist, ohne dass Einschränkungen in den Leistungseigenschaften des Halbleiterbauteils hingenommen werden müssten.
  • Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung ein Leistungs-Halbleiterbauteil gemäß Patentanspruch 1 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen des Erfindungsgedanken finden sich in den Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Leistungs-Halbleiterbauteil, das mehrere Bauteilkomponenten, die durch Bonddrähte unterschiedlicher Dicken kontaktiert werden, aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Oberfläche wenigstens eines Bonddrahts als Kontaktfläche für wenigstens einen weiteren Bonddraht dient, wobei der als Kontaktfläche dienende Bonddraht dicker als der darauf kontaktierte Bonddraht ist.
  • Durch das Bonden von dünneren Bonddrähten auf dickere Bonddrähte ist gewährleistet, dass die auf der Oberfläche eines unteren Bonddrahts aufliegenden oberen Bonddrähte nicht über die Kontaktfäche des unteren Bonddrahts („Wedge-Pad") hinausreichen und damit die Gefahr von Kurzschlüssen besteht.
  • Vorzugsweise weist das Leistungs-Halbleiterbauteil
    • – wenigstens eine Leistungskomponente, und
    • – wenigstens eine Steuerungskomponente zur Steuerung der Leistungskomponenten auf. Die Leistungskomponenten werden durch Leistungsbonddrähte, die Steuerungskomponenten durch Steuerungsbonddrähte kontaktiert. Die Oberfläche wenigstens eines Leistungsbonddrahts dient als Kontaktfläche für einen Steuerungsbonddraht und/oder einen weiteren Leistungsbonddraht.
  • Erfindungsgemäß werden also die Oberflächen der Leistungsbonddrähte als Kontaktflächen für die Steuerungsbonddrähte beziehungsweise für andere Leistungsbonddrähte „zweckentfrem det". Die Oberfläche eines Leistungsbonddrahts kann insbesondere dann als Kontaktfläche zur Kontaktierung eines Steuerungsbonddrahts/eines weiteren Leistungsbonddrahts eingesetzt werden, wenn die Leistungskontaktfläche, die zur Kontaktierung des Leistungsbonddrahts dient, auf demselben Potenzial wie die Steuerungskontaktfläche zur Kontaktierung des Steuerungsbonddrahts beziehungsweise auf demselben Potenzial wie die Leistungskontaktfläche zur Kontaktierung des weiteren Leistungsbonddrahts liegen soll. Wird die Oberfläche eines Leistungsbonddrahts zur Kontaktierung eines weiteren Leistungsbonddrahts eingesetzt, so fällt die Dicke des Leistungsbonddrahts, dessen Oberfläche als Kontaktfläche genutzt wird, größer aus als die Dicke des anderen Leistungsbonddrahts.
  • Der Durchmesser der Leistungsbonddrähte liegt vorzugsweise in einem Bereich von 350 μm bis 500 μm. Der Durchmesser der Steuerungsbonddrähte beträgt typischerweise circa 50 μm. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt.
  • Vorzugsweise wird der als Kontaktfläche dienende dickere Bonddraht durch den dünneren Bonddraht innerhalb eines Bonddraht-Bereichs kontaktiert, der auf der Bauteilkomponente, die durch den dickeren Bonddraht kontaktiert wird, aufliegt. Dies ist fertigungstechnisch sinnvoll, da zum Aufbonden des dünneren Bonddrahts auf den dickeren Bonddraht eine nicht zu vernachlässigende mechanische Stabilität des dickeren Bonddrahts notwendig ist. Diese mechanische Stabilität ist insbesondere in den Bonddraht-Abschnitten, die auf Bauteiilkomponenten aufliegen, gegeben. Derartige Kontakte werden auch als "Wedge"-Kontakte bezeichnet.
  • Die Leistungskomponenten können beispielsweise Leistungs-MOSFET-(Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor-)Chips, und die Steuerungskomponenten Steuerchips sein.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Draufsicht auf ein bekanntes Leistungs-Halbleiterbauteil.
  • 2 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleiterbauteils.
  • 3 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleiterbauteils.
  • In den Figuren sind identische bzw. einander entsprechende Bereiche, Bauteile oder Bauteilgruppen mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
  • In 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein bekanntes Leistungs-Halbleiterbauteil gezeigt.
  • Ein Leistungs-Halbleiterbauteil 1 weist eine erste Leistungskomponente 2, eine zweite Leistungskomponente 3 sowie eine Steuerungskomponente 4 zur Steuerung der ersten und zweiten Leistungskomponente 2, 3 auf. Die erste und zweite Leistungskomponente 2, 3 sind nebeneinander angeordnet, die Steuerungskomponente 4 ist auf der zweiten Leistungskomponente 3 vorgesehen. Auf der ersten Leistungskomponente 2 sind eine Leistungskontaktfläche 5 sowie Steuerungskontaktflächen 6, 7 vorgesehen. Auf der zweiten Leistungskomponente 3 sind ebenfalls eine Leistungskontaktfläche 8 sowie Steuerungskontaktflächen 9, 10 vorgesehen. Auf der Steuerungskomponente 4 sind Steuerungskontaktflächen 11 bis 20 vorgesehen. Die auf der ersten und zweiten Leistungskomponente 2, 3 vorgesehenen Steuerungskontaktflächen 7 und 10 sind über Steuerungsbonddrähte 211 , 214 mit den auf der Steuerungskomponente 4 vorgesehenen Steuerungskontaktflächen 13, 14, elektrisch verbunden. Weiterhin sind die auf der Steuerungskomponente 4 vorgesehnen Steuerungskontaktflächen 15 bis 20 mit externen Anschlüssen 22 des Leistungs-Halbleiterbauteils 1 über Steuerungsbonddrähte 215 bis 2110 elektrisch verbunden. Die Leistungskontaktflächen 5 und 8 werden jeweils durch einen Leistungsbonddraht 23, 24 elektrisch kontaktiert, wobei jeder Leistungsbonddraht 23, 24 wiederum mit einem externen Anschluss 22 elektrisch verbunden ist.
  • Das in 2 gezeigte Leistungs-Halbleiterbauteil 1' unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Leistungs-Halbleiterbauteil 1 im Wesentlichen dadurch, dass die auf der ersten Leistungskomponente 2 vorgesehene Steuerungskontaktfläche 6 weggelassen ist, und der entsprechende Steuerungsbonddraht 211, der die auf der Steuerungskomponente 4 vorgesehene Steuerungskontaktfläche 13 kontaktiert, direkt mit der Oberfläche des Leistungsbonddrahts 23 verbunden ist. Weiterhin ist die auf der zweiten Leistungskomponente 3 vorgesehene Steuerungskontaktfläche 9 weggelassen, und der entsprechende Steuerungsbonddraht 213 , der die auf der Steuerungskomponente 4 vorgesehene Steuerungskontaktfläche 11 kontaktiert, direkt mit der Oberfläche des Leistungsbonddrahts 24 verbunden. Des Weiteren sind die Leistungsbonddrähte 23, 24 im Leistungs-Halbleiterbauteil 1' gegenüber den Leistungsbonddrähten 23, 24 des Leistungs-Halbleiterbauteils 1 verdickt ausgestaltet. Die Steuerungsbonddrähte 211 und 213 greifen das Potenzial ab, das an den Leistungskontaktflächen 5 und 8 vorherrscht, d.h. die Steuerungskontaktflächen 13, 11 liegen auf dem gleichen Potenzial wie die Leistungskontaktflächen 5, 8. Der als Kontaktfläche dienende dickere Leistungsbonddraht 23 wird durch den dünneren Steuerungsbonddraht 211 innerhalb eines Bonddraht-Bereichs kontaktiert, der auf der Leistungskomponente 2, die durch den Leistungsbonddraht 23 kontaktiert wird, aufliegt. Dies ist fertigungstechnisch sinnvoll, da zum Aufbonden eines dünneren Bonddrahts auf einen dickeren Bonddraht eine nicht zu vernachlässigende mechanische Stabilität des dickeren Bonddrahts notwendig ist. Diese mechanische Stabilität bezüglich des Leistungsbonddrahts 23 ist insbesondere in den Bonddraht-Abschnitten, die auf der Leistungskontaktfläche 5 aufliegen, gegeben. Dasselbe gilt analog für den Leistungsbonddraht 24.
  • Die verdickte Ausgestaltung der Leistungbonddrähte 23, 24 ermöglicht es, die Leistungskomponenten 2, 3 mit stärkeren elektrischen Strömen zu beaufschlagen, womit bei gleich bleibenden Abmessungen die Leistung des Leistungs-Halbleiterbauteils erhöht werden kann. Bei Vorhandensein der Steuerungskontaktflächen 6 und 9 wäre eine Verbreiterung der Leistungsbonddrähte 23, 24 nicht möglich, da aufgrund von Fertigungstoleranzen ein Mindestabstand zwischen den Leistungsbonddrähten 23, 24 und den Steuerungskontaktflächen 6, 9 nicht mehr gewährleistet wäre. Durch Ausnutzen der Oberfläche der Leistungsbonddrähte 23, 24 als Kontaktfläche für die Steuerungsbonddrähte 211 und 213 kann also bei gleichbleibenden Abmessungen die Leistung des Halbleiterbauteils erhöht werden (dickere Leistungsbonddrähte und größeres aktives Gebiet (von eletrischen Strömen durchsetzbarer Halbleiterkörper) möglich).
  • Die Leistungs-Halbleiterbauteile 1, 1' unterscheiden sich weiterhin dadurch, dass die der Steuerungskomponente 4 abgewandten Enden der Steuerungsbonddrähte 215 , 2110 , die die Steuerungskontaktflächen 15, 20 kontaktieren, direkt auf den Enden der Leistungsbonddrähte 23, 24, die von den Leistungskomponenten 2, 3 abgewandt sind, aufliegen. Vorteilhaft hierbei ist, dass auf diese Weise die gesamte (beschränkte) Kontaktfläche der entsprechenden externen Anschlüsse 22 für die Leistungsbonddrähte 23, 24 genutzt werden kann. Damit können durch die Leistungsbonddrähte 23, 24 dicker ausgestaltet werden und somit höhere elektrische Ströme fließen.
  • In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leistungs-Halbleiterbauteils 1'' gezeigt.
  • Das Leistungs-Halbleiterbauteil 1'' weist eine erste Leistungskomponente 2, eine zweite Leistungskomponente 3 (jeweils ein Leistungs-MOSFET) sowie eine Steuerungskomponente 4 auf. Die erste Leistungskomponente 2 wird durch einen ersten und einen zweiten Leistungsbonddraht 23, 23' kontaktiert, und die zweite Leistungskomponente 3 durch einen ersten und zweiten Leistungsbonddraht 24, 24'. Der Leistungsbonddraht 23' kontaktiert hierbei die Oberfläche des Leistungsbonddrahts 23. Analog kontaktiert der Leistungsbonddraht 24' die Oberfläche des Leistungsbonddrahts 24. Die Leistungsbonddrähte 23, 23', 24 und 24' kontaktieren jeweils einen separaten externen Anschluss 22. In dieser Ausführungsform kontaktieren die Leistungsbonddrähte 23, 23' ein Sourcegebiet der ersten Leistungskomponente 2 (MOSFET), wohingegen die Leistungsbonddrähte 24, 24' ein Sourcegebiet der zweiten Leistungskomponente 3 (MOSFET) kontaktieren. Über einen externen Anschluss 25 werden die Draingebiete der beiden Leistungskomponenten 2, 3 kontaktiert (der externe Anschluss 25 ist Teil eines Leadframes, auf dem die Leistungskomponenten 2, 3 aufliegen).
  • Die auf den Leistungskomponenten 2, 3 vorgesehene Steuerungskomponente 4 ist über einen Steuerungsbonddraht 211 mit der Oberfläche des Leistungsbonddrahts 23, über einen Steuerungsbonddraht 212 mit der Oberfläche des auf dem Leistungsbonddraht 23 aufgebrachten Leistungsbonddrahts 23', über einen Steuerungsbonddraht 213 mit der Oberfläche des Leistungsbonddrahts 24, und über einen Steuerungsbonddraht 214 mit der Oberfläche des auf dem Leistungsbonddraht 24 aufgebrachten Leistungsbonddrahts 24' elektrisch verbunden. Weiterhin ist die Steuerungskomponente 4 über Steuerungsbonddrähte 215 , 216 mit Gatekontaktflächen 261 , 262 der Leistungskomponenten 2, 3 elektrisch verbunden.
  • Die Steuerungskomponente 4 lässt sich über Steuerungsbonddrähte 217 , 218 , die mit externen Anschlüssen 22 verbunden sind, ansteuern.
  • In dieser Ausführungsform betragen die Durchmesser der Steuerungsbonddrähte 21 75 μm, der Leistungsbonddrähte 23', 24' 350 μm und der Leistungsbonddrähte 23, 24 500 μm.
  • In der folgenden Beschreibung sollen weitere Aspekte der Erfindung erläutert werden.
  • In einem Großteil der Leistungshalbleiter werden heute die elektrischen Ströme mittels Bonddrähten aus Aluminium transportiert, da dieses Material sehr dicke Bonddrähte (circa 500 μm) zuverlässig und kostengünstig zulässt. Doch neben den Leistungskomponenten müssen auch IC-Komponenten innerhalb eines Bauelements verdrahtet werden, wobei hier nur kleine Ströme transportiert werden müssen. Damit treten innerhalb eines Bauelements unterschiedliche Bonddrahtdicken für unterschiedliche Stromstärken auf, wobei zum Teil identische Potenziale verdrahtet werden müssen (1). Die Verdrahtung der einzelnen Komponenten im Bauelement ist mit einem erheblichen Platzbedarf verbunden, der erfindungsgemäß minimiert wird.
  • Um die Verdrahtung der einzelnen Komponenten im Bauelement zu realisieren, müssen auf den einzelnen Chips spezielle Kontaktflächen für die Bonddrähte vorgesehen werden. Diese Kontaktflächen gehen zum Teil auf Kosten der aktiven Strukturen innerhalb der Chips und müssen somit durch Vergrößerung der Chipflächen kompensiert werden. Dies führt dann zu höheren Kosten und/oder geringerer elektrischer Performance pro Chipfläche.
  • Erfindungsgemäß wird zur Reduzierung der Wirebond-Kontaktflächen auf den Chips oder Chipträgern die Oberfläche von bereits vorhandenen dicken Bonddrähten als Wirebond-Pad für dünnere Bonddrähte genutzt. Hierdurch kann bei Verdrahtung identischer Potenziale die Kontaktfläche für dünne Bonddrähte gespart werden und damit die Integrationsdichte erhöht werden.
  • Erfindungsgemäß werden also Aluminium-Kontakte (Wedge) von dicken Bonddrähten auf Chips oder Chipträgern als Wirebond-Pad für einen oder mehrere dünnere Bonddrähte gleichen Potenzials genutzt.
  • Die Anordnung von mehreren zum Teil übereinander angeordneten Bonddrähten auf einer Chip-Vorderseite bzw. einem Montage-Anschluss sind in den Referenzen 1)–5) für Gold-Bonddrähte beschrieben. Hierbei werden aber nur dünne Bonddrähte (ca. 50 μm) mit gleichen Dicken für kleine Ströme (ca. 2 A) übereinander angeordnet. Dies ist für große Ströme, die in einem erfindungsgemäßen Halbleiterbauteil auftreten (beispielsweise 50 A) nicht sinnvoll, da hierfür dann eine sehr große Anzahl (ca. 25) von Bonddrähten neben- und/oder übereinander angeordnet werden müssten. Die großen Ströme lassen sich aber mit einzelnen dicken Bonddrähten (ca. 500 μm) zuverlässig transportieren und bieten dann auf dem Wedge die Möglichkeit, einzelne oder mehrere dünnere Bonddrähte neben- und/oder übereinander anzuordnen (2 und 3).
  • In 3 ist ein Basechip gezeigt, bestehend aus zwei MOSFETs 2, 3, welche über einen IC-Topchip 4 gesteuert werden. Die beiden linken Pins S1 liegen auf Source-Potenzial des linken MOSFETs 2, wobei die Pins S1 unterschiedlich dicke Bonddrähte tragen. Der IC-Topchip ist über die Pins IC extern ansteuerbar. Die beiden rechten Pins S2 liegen auf Source-Potenzial des rechten MOSFETs 3. Durch diese Anordnung können die Bondpads für die Source-Kontakte (Leistungskontaktflächen) auf beispielsweise eine Breite von 500 μm reduziert werden, obwohl zusätzlich Bonddrähte mit Breiten von 360 μm und 75 μm verwendet wurden.
    • Referenz 1) JP10125710-A : Drahtbonder
    • Referenz 2) JP06005647-A : Halbleiter Bauelement
    • Referenz 3) JP01048438-A : Drahtbondmethode
    • Referenz 4) JP63244633-A : Drahtbondmethode
    • Referenz 5) EP0265927-A2 : Methode, um Banddrähte aufeinander zu bonden

Claims (6)

  1. Leistungs-Halbleiterbauteil (1', 1''), das mehrere Bauteilkomponenten (2, 3, 4), die durch Bonddrähte unterschiedlicher Dicken kontaktiert werden, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche wenigstens eines Bonddrahts (23, 24) als Kontaktfläche für wenigstens einen weiteren Bonddraht ( 211 , 213 , 23', 24') dient, wobei der als Kontaktfläche dienende Bonddraht (23, 24) dicker als der darauf kontaktierte Bonddraht (211 , 213 , 23', 24') ist.
  2. Leistungs-Halbleiterbauteil (1', 1'') nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – wenigstens eine Leistungskomponente (2, 3), und – wenigstens eine Steuerungskomponente (4) zur Steuerung der Leistungskomponente (2, 3), wobei die Leistungskomponente (2, 3) durch Leistungsbonddrähte (23, 23', 24, 24'), und die Steuerungskomponente (4) durch Steuerungsbonddrähte (21) kontaktiert wird, und die Oberfläche wenigstens eines Leistungsbonddrahts (23, 24) als Kontaktfläche für einen Steuerungsbonddraht (211, 213 ) und/oder einen weiteren Leistungsbonddraht (23', 24') dient.
  3. Leistungs-Halbleiterbauteil (1', 1'') nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Leistungsbonddrähte (23, 23', 24, 24') in einem Bereich von 350 μm bis 500 μm liegt.
  4. Leistungs-Halbleiterbauteil (1', 1'') nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Steuerungsbonddrähte (21) circa 50 μm beträgt.
  5. Leistungs-Halbleiterbauteil (1', 1'') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kontaktfläche dienende dickere Bonddraht (23, 24) durch den dünneren Bonddraht (211 , 213 , 23', 24') innerhalb eines Bonddraht-Bereichs kontaktiert wird, der auf der Bauteilkomponente (2,3), die durch den dickeren Bonddraht kontaktiert wird, aufliegt.
  6. Leistungs-Halbleiterbauteil (1', 1'') nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungskomponente (2, 3) ein Leistungs-MOSFET-Chip, und die Steuerungskomponente (4) ein Steuerchip ist.
DE102004047306A 2004-09-29 2004-09-29 Leistungs-Halbleiterbauteil mit mehreren Bauteilkomponenten Expired - Fee Related DE102004047306B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004047306A DE102004047306B4 (de) 2004-09-29 2004-09-29 Leistungs-Halbleiterbauteil mit mehreren Bauteilkomponenten
US11/235,474 US7514778B2 (en) 2004-09-29 2005-09-26 Power semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004047306A DE102004047306B4 (de) 2004-09-29 2004-09-29 Leistungs-Halbleiterbauteil mit mehreren Bauteilkomponenten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004047306A1 DE102004047306A1 (de) 2006-04-06
DE102004047306B4 true DE102004047306B4 (de) 2008-02-07

Family

ID=36062054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004047306A Expired - Fee Related DE102004047306B4 (de) 2004-09-29 2004-09-29 Leistungs-Halbleiterbauteil mit mehreren Bauteilkomponenten

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7514778B2 (de)
DE (1) DE102004047306B4 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7898092B2 (en) * 2007-11-21 2011-03-01 Alpha & Omega Semiconductor, Stacked-die package for battery power management
US7884454B2 (en) * 2005-01-05 2011-02-08 Alpha & Omega Semiconductor, Ltd Use of discrete conductive layer in semiconductor device to re-route bonding wires for semiconductor device package
US8049338B2 (en) 2006-04-07 2011-11-01 General Electric Company Power semiconductor module and fabrication method
DE102006049949B3 (de) * 2006-10-19 2008-05-15 Infineon Technologies Ag Halbleitermodul mit Halbleiterchips auf unterschiedlichen Versorgungspotentialen und Verfahren zur Herstelllung desselben
US8253225B2 (en) * 2008-02-22 2012-08-28 Infineon Technologies Ag Device including semiconductor chip and leads coupled to the semiconductor chip and manufacturing thereof
US8362617B2 (en) 2008-05-01 2013-01-29 Infineon Technologies Ag Semiconductor device
US9257375B2 (en) 2009-07-31 2016-02-09 Alpha and Omega Semiconductor Inc. Multi-die semiconductor package
US8164199B2 (en) * 2009-07-31 2012-04-24 Alpha and Omega Semiconductor Incorporation Multi-die package
US20130265010A1 (en) * 2012-04-06 2013-10-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Protective circuit module and battery pack
US11990778B2 (en) 2018-07-10 2024-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery protection circuit and secondary battery anomaly detection system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265927A2 (de) * 1986-10-31 1988-05-04 Hitachi, Ltd. Verfahren zum Stapelverbinden von Drähten
JPS63244633A (ja) * 1987-03-31 1988-10-12 Oki Electric Ind Co Ltd ワイヤボンデイング方法
JPS6448438A (en) * 1987-08-19 1989-02-22 Hitachi Ltd Wire bonding method
JPH065647A (ja) * 1992-06-24 1994-01-14 Nec Kyushu Ltd 半導体装置
JPH10125710A (ja) * 1996-10-18 1998-05-15 Sanken Electric Co Ltd ワイヤボンディング方法
US20020089070A1 (en) * 1998-08-28 2002-07-11 Manning Troy A. Apparatus and methods for coupling conductive leads of semiconductor assemblies

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2610137A1 (de) * 1976-03-11 1977-09-29 Bosch Gmbh Robert Generator mit freilaufdiode und spannungsregler
US5814884C1 (en) 1996-10-24 2002-01-29 Int Rectifier Corp Commonly housed diverse semiconductor die
US6144093A (en) * 1998-04-27 2000-11-07 International Rectifier Corp. Commonly housed diverse semiconductor die with reduced inductance
JP2000049184A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2004228989A (ja) * 2003-01-23 2004-08-12 Renesas Technology Corp 半導体装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0265927A2 (de) * 1986-10-31 1988-05-04 Hitachi, Ltd. Verfahren zum Stapelverbinden von Drähten
JPS63244633A (ja) * 1987-03-31 1988-10-12 Oki Electric Ind Co Ltd ワイヤボンデイング方法
JPS6448438A (en) * 1987-08-19 1989-02-22 Hitachi Ltd Wire bonding method
JPH065647A (ja) * 1992-06-24 1994-01-14 Nec Kyushu Ltd 半導体装置
JPH10125710A (ja) * 1996-10-18 1998-05-15 Sanken Electric Co Ltd ワイヤボンディング方法
US20020089070A1 (en) * 1998-08-28 2002-07-11 Manning Troy A. Apparatus and methods for coupling conductive leads of semiconductor assemblies

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ETG-Fachbericht 39: "Bauelemente der Leistungs- elektronik und ihre Anwendungen". vde-verlag gmbh, Berlin, Offenbach, Mai 1992, S. 111
ETG-Fachbericht 39: "Bauelemente der Leistungselektronik und ihre Anwendungen". vde-verlag gmbh, Berlin, Offenbach, Mai 1992, S. 111 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004047306A1 (de) 2006-04-06
US7514778B2 (en) 2009-04-07
US20060118815A1 (en) 2006-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014118836B4 (de) Halbleiter-packaging-anordnung und halbleiter-package
DE102005039165B4 (de) Draht- und streifengebondetes Halbleiterleistungsbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007062787A1 (de) Kupferdrahtbonden auf organischen Lötschutzmaterialien
DE69527761T2 (de) Personalisierte Fläche eines Leiterrahmes geformt oder halb-geätzt zur Reduzierung mechanischer Beanspruchung an den Chipkanten
DE112019003540T5 (de) Halbleiterbauteil
DE112009004375T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE102004047306B4 (de) Leistungs-Halbleiterbauteil mit mehreren Bauteilkomponenten
DE102015103555B4 (de) Elektronisches Bauteil
DE19651549B4 (de) Anschlußrahmen und Chipgehäuse
DE102020109692A1 (de) Quad-gehäuse mit an anschlüssen an der oberseite eines halbleiterchips angebrachten leitenden clips
DE102021005969A1 (de) Leadframe-gehäuse mit einstellbarem clip
DE69418037T2 (de) Leistungshalbleitervorrichtung aus MOS-Technology-Chips und Gehäuseaufbau
DE102017108172A1 (de) SMD-Package
DE19902462B4 (de) Halbleiterbauelement mit Chip-on-Chip-Aufbau
DE102017103476B4 (de) Gehäuseanordnung in Source-Schaltung
DE10316136A1 (de) Gekapselte Leistungshalbleiteranordnung
DE112022000183T5 (de) Halbleiterbauelement
DE112018005048T5 (de) Chip mit integrierter schaltung (ic), der zwischen einem offset-leiterrahmen-chip-befestigungspad und einem diskreten chip-befestigungspad befestigt ist
DE102007002807B4 (de) Chipanordnung
DE4444808B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112020002828T5 (de) Halbleiterbauteil
DE112014004620T5 (de) Halbleitermodul
DE102021120891B4 (de) Halbleiter-Package und Halbleitervorrichtung
DE10343083B4 (de) Transistor-Halbleiterbauteil
DE10219353B4 (de) Halbleiterbauelement mit zwei Halbleiterchips

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee