DE102009043441A1 - Halbleitermodul - Google Patents

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Abstract

Ein Halbleitermodul mit einem oder mehreren Siliziumcarbiddiodenelementen (8), die auf einem Schaltelement (5) angebracht sind, ist bereitgestellt, wobei der Temperaturanstieg verringert ist durch geeignetes Anordnen jedes der Diodenelemente auf dem Schaltelement, um dadurch einen Wärmeableitungspfad für die jeweiligen Diodenelemente bereitzustellen. Die jeweiligen Diodenelemente sind auf einem nichtzentralen Abschnitt des Schaltelements angeordnet, um die Ableitung der Wärme zu erleichtern, die von jedem der Diodenelemente erzeugt wird, wodurch der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul verringert ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleitermodule zur Verwendung in Leistungsumwandlungsvorrichtungen wie z. B. Wechselrichtern und insbesondere auf eine Anordnung von Halbleiterelementen in den Halbleitermodulen.
  • Ein Halbleitermodul zur Verwendung in einer Leistungsumwandlungsvorrichtung wie z. B. einem Wechselrichter enthält wie in 13 gezeigt eine Schaltung, die aus einer Kombination aus einem Schaltelement wie z. B. einem IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor, Isoliertgatebipolartransistor) 101 und einem Diodenelement 102 gebildet ist.
  • Um das Bedürfnis der letzten Jahre zum Verringern der Größe eines solchen Halbleitermoduls zu befriedigen, wurde ein Halbleitermodul, das durch Bereitstellen eines Diodenelements auf einem Schaltelement gebildet wird, beispielsweise in JP 2000-164800 A , Abs. 0019, 2 vorgeschlagen.
  • Wenn jedoch ein Diodenelement, das Silizium als Material enthält (im Folgenden Siliziumdiodenelement genannt) auf einem Schaltelement bereitgestellt ist, das als Material herkömmliches und für gewöhnlich verwendetes Silizium enthält (im Folgenden Silizium-Schaltelement genannt), benötigen sowohl das Schaltelement als auch das Diodenelement im Wesentlichen dieselbe elektrische Stromdichte. Aus diesem Grund wird das Siliziumdiodenelement groß genug, um im Wesentlichen das gesamte Siliziumschaltelement zu bedecken, wodurch es schwierig wird, elektrischen Strom aus dem Siliziumschaltelement zu ziehen.
  • Zu diesem Zweck wird ein anderes Halbleitermodul vorgeschlagen, in dem ein Diodenelement, das als Material Siliziumcarbid enthält, durch das die elektrische Stromdichte erhöht und die Größe des Diodenelements verringert werden kann (im Folgenden Siliziumcarbiddiodenelement genannt), auf dem Siliziumschaltelement bereitgestellt ist.
  • JP 2004-95670 A offenbart beispielsweise in Abs. 0079, 6 ein Halbleitermodul, das gebildet ist durch direktes Bereitstellen eines Siliziumcarbiddiodenchips in dem Mittelabschnitt eines Siliziumhalbleiterelements oder -chips, wobei dieser Abschnitt auf der Emitterseite des Elements oder Chips liegt.
  • Weiter offenbart JP 2003-243612 in den Abs. 0019 und 0029 und 1 ein weiteres Modul, das gebildet ist durch Bereitstellen eines Halbleiters mit großer Bandlücke auf einem Siliziumhalbleiterschaltchip, beispielsweise eines Siliziumcarbiddiodenchips, das eine größere Energiebandlücke aufweist als die des Siliziums.
  • In den jeweiligen oben beschriebenen Halbleitermodulen wird ein Versuch zum Erzielen einer Größenverringerung des Halbleitermoduls durchgeführt durch Bereitstellen eines Siliziumcarbiddiodenelements auf einem Siliziumschaltelement. Das bloße Bereitstellen des Siliziumcarbiddiodenelements auf dem Siliziumschaltelement bietet jedoch keinen guten Wärmeableitungspfad für das Siliziumcarbidelement, wodurch bewirkt wird, dass die von dem Diodenelement erzeugte Wärme nicht abgeführt wird, sondern sich aufbaut, was zu einem Problem eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Halbleitermodul führt. Das Problem wird bei einer erhöhten elektrischen Stromdichte signifikant.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, das oben beschriebene Problem mit der Wärmeableitung von dem oben beschriebenen Siliziumcarbiddiodenelement zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Halbleitermodul mit einem verringerten Temperaturanstieg bereitzustellen durch geeignetes Anordnen des Siliziumcarbiddiodenelements auf einem Siliziumschaltelement, um dadurch einen Wärmeableitungspfad für das Siliziumcarbiddiodenelement bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Halbleitermodul gemäß Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Das Halbleitermodul enthält ein oder mehrere Schaltelement(e) und eine oder mehrere Siliziumcarbiddiodenelement(e), die in einem nichtzentralen Abschnitt des Siliziumschaltelements bereitgestellt sind, d. h. in einem Abschnitt oder an einer Position, die von dem Zentralabschnitt des Schaltelements entfernt ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Halbleitermodul, dessen Temperaturanstieg verringert ist, bereitgestellt werden durch Verringern des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von dem oder den Siliziumcarbiddiodenelement(en) erzeugt wird.
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
  • 1 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine weitere fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine weitere fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 6 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7 ist eine weitere fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein weiteres Beispiel einer Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 12 ist eine Schnittansicht, die ein Siliziumcarbiddiodenelement gemäß einer aus der ersten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, das ein p-Siliziumcarbidsubstrat verwendet.
  • 13 ist ein Diagramm, das eine Schaltung aus einem Diodenelement und einem IGBT-Element zur Verwendung in einem Halbleitermodul wie z. B. einem Wechselrichter zeigt.
  • 1 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Auf der Oberfläche eines isolierenden Substrates 1, das aus Aluminiumnitrid oder dergleichen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher elektrischer Isolation gebildet ist, sind eine Kollektorschicht 2 und eine Emitterschicht 3 bereitgestellt, die aus einem Metall wie z. B. Kupfer bestehen, während auf seiner Bodenfläche eine Metallschicht 4 bereitgestellt ist, die aus Kupfer oder dergleichen besteht.
  • Ein Silizium-IGBT-Element 5, das als Siliziumschaltelement dient, ist auf der Kollektorschicht 2 bereitgestellt, und das Element 5 und die Schicht 2 sind durch Lot miteinander verbunden. In dem vorliegenden Fall ist der Kollektor des Silizium-IGBT-Elements 5 mit der Kollektorschicht 2 verbunden. Das stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem Kollektor des Silizium-IGBT-Elements 5 und der Kollektorschicht 2 her.
  • Weiter ist eine Isolierschicht 6, die aus Aluminiumnitrid oder dergleichen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einer hohen elektrischen Isolation gebildet ist, auf dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 bereitgestellt und durch Lot mit dem Emitter des Elements 5 verbunden. In dem vorliegenden Fall ist die Isolierschicht 6 auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 bereitgestellt. Weiter ist auf der Isolierschicht 6 eine Kathodenschicht 7 bereitgestellt, die aus einem Metall wie z. B. Kupfer besteht.
  • Ein Siliziumcarbiddiodenelement 8 ist auf der Kathodenschicht 7 bereitgestellt und durch Lot mit der Schicht 7 verbunden. Das stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Kathode des Si liziumcarbiddiodenelements 8 und der Kathodenschicht 7 her. Dabei wird als Siliziumcarbiddiodenelement 8 vorzugsweise eine Siliziumcarbid-Schottky-Barrierendiode (SiC-SBD) verwendet.
  • Zusätzlich ist ein Basissubstrat 9 aus einem Metall wie z. B. Kupfer auf der Metallschicht 4 gegenüber dem isolierenden Substrat 1 bereitgestellt und durch Lot mit der Metallschicht 4 verbunden. Das Basissubstrat 9 und das isolierende Substrat 1 wirken als Wärmeableiter, der Wärme von den Halbleiterelementen ableitet.
  • Weiter sind ein erster Draht 10, ein zweiter Draht 11 und ein dritter Draht 12 bereitgestellt, die jeweils als Stromeingabe- und -ausgabeabschnitt dienen, d. h. als Leiter, durch den elektrischer Strom in das oder aus dem Silizium-IGBT-Element 5 und dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 fließt. Ein Ende des ersten Drahtes 10 ist mit einer Anode des Siliziumcarbiddiodenelements 8 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende des zweiten Drahts 11 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende des dritten Drahts 12 ist mit der Kathodenschicht 7 verbunden und sein anderes Ende mit der Kollektorschicht 2. Dabei enthalten der erste Draht 10, der zweite Draht 11 und der dritte Draht 12 jeweils als Material ein Metall wie z. B. Aluminium (Al) oder Gold (Au).
  • 2 und 3 sind fragmentarische Draufsichten auf das Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform. Jede zeigt detaillierte eine Anordnung der Isolierschicht 6, der Kathodenschicht 7 und des Siliziumcarbiddiodenelements 8 relativ zu dem Silizium-IGBT-Element 5.
  • Die Isolierschicht 6, die Kathodenschicht 7 und das Siliziumcarbiddiodenelement 8 sind so bereitgestellt, dass das Siliziumcarbiddiodenelement 8 auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet ist, wie es in 2 und 3 gezeigt ist.
  • Auf diese Weise erleichtert in dem Halbleitermodul gemäß der ersten Ausführungsform das Anordnen des Siliziumcarbiddiodenelements 8 auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 die Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement 8. Demzufolge kann ein Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 erzeugt wird, verringert werden, was seinerseits den Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul verringert.
  • Hierbei zeigen 2 und 3 jeweils das Silizium-IGBT-Element 5 in dem Fall einer rechteckigen Form, die typischerweise verwendet wird.
  • Auf diese Weise wird das Siliziumcarbiddiodenelement 8 wie in 2 gezeigt in enger Nähe zu einer Seite des nichtzentralen Abschnitts des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet, wodurch die Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 in der durch einen Pfeil A angezeigten Richtung erleichtert wird. Somit kann der Temperaturanstieg in dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 verringert werden, was seinerseits zu einer Verringerung des Temperaturanstiegs in dem Halbleitermodul führt .
  • Alternativ erleichtert das Bereitstellen des Siliziumcarbiddiodenelements 8 wie in 3 gezeigt in einer Ecke des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5 die Wärmeableitung von dem Si liziumcarbiddiodenelement 8 in den durch Pfeile B und C angegebenen Richtungen. Somit ermöglicht es diese Anordnung, den Temperaturanstieg in dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 weiter zu verringern als durch Anordnen des Diodenelements 8 in enger Nähe zu einer Seite des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5, was zu einer weiteren Verringerung des Temperaturabstiegs in dem Halbleitermodul führt.
  • In der ersten Ausführungsform ist ein einzelnes Siliziumcarbiddiodenelement 8 an dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet. Weiter besteht ein Verfahren zum Verbessern der Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 darin, eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen an dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 anzuordnen, wodurch der Temperaturanstieg in dem Siliziumcarbiddiodenelement weiter verringert werden kann als in der ersten Ausführungsform gezeigt. Ein Fall des Verwendens einer Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen wird nun beschrieben.
  • Eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine Mehrzahl von Siliziumdiodenelementen verwendet wird, ist so, dass zwei Siliziumcarbiddiodenelemente auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet sind.
  • 4 und 5 sind fragmentarische Draufsichten auf ein Halbleitermodul gemäß der zweiten Ausführungsform, die jeweils detailliert die Anordnungen der Isolierschichten 13a, 13b, der Kathodenschichten 14a, 14b und der Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b auf dem Silizium-IGBT-Element 5 zeigen. Wie in 4 und 5 gezeigt, sind die Isolierschichten 13a, 13b die Kathodenschichten 14a, 14b und die Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b so bereitgestellt, dass die Diodenelemente 15a, 15b auf dem nichtzentralen Abschnitt des IGBT-Elements 5 angeordnet sind.
  • 1, die die erste Ausführungsform zeigt, kann als Seitenansicht des Moduls gemäß der zweiten Ausführungsform 2 verwendet werden. Der Aufbau des Halbleitermoduls gemäß der zweiten Ausführungsform entspricht einem Aufbau, bei dem in 1 die Isolierschicht 6 durch die Isolierschichten 13a, 13b ersetzt ist, die Kathodenschicht 7 durch die Kathodenschichten 14a, 14b und das Siliziumcarbiddiodenelement 8 durch die Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b.
  • Genauer gesagt sind die Isolierschichten 13a, 13b aus Aluminiumnitrid auf dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 bereitgestellt und durch Lot mit dem Emitter verbunden, und in dem vorliegenden Fall sind die Schichten 13a, 13b auf dem nichtzentralen Abschnitt des Elements 5 bereitgestellt.
  • Als nächstes sind auf den Isolierschichten 13a, 13b die Kathodenschichten 14a, 14b bereitgestellt, von denen jede aus einem Metall wie z. B. Kupfer besteht.
  • Schließlich ist das Siliziumcarbiddiodenelement 15a auf der Kathodenschicht 14a bereitgestellt, und durch Lot mit der Schicht 14a verbunden, und das Siliziumcarbidelement 15b ist auf der Kathodenschicht 14b bereitgestellt und durch Lot mit der Schicht 14b verbunden. In dem vorliegenden Fall sind die Kathoden der Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b mit den entsprechenden Kathodenschichten verbunden. Das bewirkt, dass die Kathoden der Diodenelemente 15a, 15b jeweils elektrisch mit den Kathodenschichten 14a, 14b verbunden sind. Hierbei wird als Siliziumcar biddiodenelement 15a, 15b vorzugsweise die Siliziumcarbid-Schottky-Barrierendiode verwendet.
  • Auch wenn dies hier nicht dargestellt ist, verwendet das Halbleitermodul der zweiten Ausführungsform als Eingabe/Ausgabeabschnitt (Leiter) den ersten Draht 10, den zweiten Draht 11 und den dritten Draht 12. Ein Ende jedes ersten Drahts 10 ist mit einer Anode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements 15a, 15b verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende des zweiten Drahts 11 ist mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende jedes dritten Drahts 12 ist mit der entsprechenden Kathodenschicht 14a, 14b verbunden und ihr anderes Ende mit der Kollektorschicht 2.
  • Da die Aufbauten anderer Elemente denen in der die erste Ausführungsform zeigenden 1 entsprechen, werden sie hier nicht gezeigt.
  • Bei dem Halbleitermodul gemäß der zweiten Ausführungsform, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden, erleichtert das Anordnen der zwei Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 die Wärmeableitung von dem Siliziumdiodenelement 8. Weiter ermöglicht es die Verwendung von zwei Siliziumcarbiddiodenelementen, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommene Stromdichte zu verringern, wodurch die Menge an Wärme, die von dem einzelnen Diodenelement erzeugt wird, verringert wird. Demzufolge kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement erzeugt wird, weiter verringert werden als bei Verwendung eines Siliziumcarbiddiodenelements. Diese Ausführungsform kann den Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul verglichen mit der ersten Ausführungsform weiter verringern.
  • Hierbei zeigen 4 und 5 das Silizium-IGBT-Element 5, das ein für gewöhnlich verwendetes rechteckförmiges ist.
  • Wenn das Silizium-IGBT-Element 5 rechteckförmig ist, werden die Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b wie in 4 gezeigt in enger Nähe zu zwei Seiten des nichtzentralen Abschnitts des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet, wodurch die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen 15a, 15b in den in 4 durch Pfeile D, E angegebenen Richtungen erleichtert wird. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von zwei Siliziumcarbiddiodenelementen eine Verringerung der elektrischen Stromdichte, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommen wird. Daher ist der Temperaturanstieg in den Siliziumcarbiddiodenelementen 15a, 15b weiter verringert als bei Verwendung eines einzelnen Siliziumcarbiddiodenelements. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Modul weiter verringert werden als in der ersten Ausführungsform gezeigt.
  • Weiter erleichtert das Bereitstellen der Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b wie in 5 gezeigt in einer Ecke (nichtzentraler Abschnitt) des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5 die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen 15a, 15b in den durch Pfeile F, G, H und I angegebenen Richtungen. Somit ermöglicht es diese Anordnung, den Temperaturanstieg in den Siliziumcarbiddiodenelementen 15a, 15b weiter zu verringern als durch Positionieren des Diodenelements 8 in enger Nähe zu zwei Seiten des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5, was zu einer weiteren Verringerung des Temperaturanstiegs in dem Halbleitermodul führt.
  • Bei der zweiten Ausführungsform, bei der eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen verwendet werden, ist gezeigt, dass zwei Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet sind. Bei einer dritten Ausführungsform sind vier Siliziumcarbiddiodenelemente in dessen nichtzentralem Abschnitt angeordnet.
  • 6 und 7 sind fragmentarische Draufsichten, die ein Halbleitermodul gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei jedes detailliert eine Anordnung der Isolierschichten 16a–16d, der Kathodenschichten 17a–17d und der Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d auf dem Silizium-IGBT-Element 5 zeigen. Die Isolierschichten 16a–16d, die Kathodenschichten 17a–17d und die Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d sind so angeordnet, dass die Diodenelemente 18a–18d wie in 6 und 7 gezeigt auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet sind.
  • 1, die die erste Ausführungsform zeigt, kann als Seitenansicht des Moduls gemäß der dritten Ausführungsform verwendet werden. Der Aufbau des Halbleitermoduls gemäß der dritten Ausführungsform entspricht einem Aufbau, bei dem in 1 die Isolierschicht 6 durch die Isolierschichten 16a–16d ersetzt ist, die Kathodenschicht 7 durch die Kathodenschichten 17a–17d und das Siliziumcarbiddiodenelement 8 durch die Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d.
  • Genauer beschrieben sind die Isolierschichten 16a–16d aus Aluminiumnitrid auf dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet und durch Lot mit dessen Emitter verbunden, und in dem vor liegenden Fall sind die Isolierschichten 16a–16d auf dem nichtzentralen Abschnitt des Elements 5 bereitgestellt.
  • Weiter sind auf den Isolierschichten 16a–16d die Kathodenschichten 17a–17d bereitgestellt, die aus Metall wie z. B. Kupfer bestehen.
  • Die Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d sind jeweils auf den Kathodenschichten 17a–17d bereitgestellt und durch Lot mit den jeweiligen Schichten 17a–17d verbunden. In dem vorliegenden Fall sind die Kathoden der Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d mit den entsprechenden Kathodenschichten verbunden. Das stellt eine elektrische Verbindung zwischen den Kathoden der Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d und den jeweiligen Kathodenschichten 17a–17d her. Hierbei werden als Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d vorzugsweise Siliziumcarbid-Schottky-Barrierendioden verwendet.
  • Auch wenn das hier nicht gezeigt ist, verwendet das Halbleitermodul in der dritten Ausführungsform als Eingabe/Ausgabeabschnitt (Leiter) den ersten Draht 10, den zweiten Draht 11 und den dritten Draht 12. Ein Ende jedes der ersten Drähte 10 ist mit einer Anode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements 18a–18d verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende des zweiten Drahts 11 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende jedes der dritten Drähte 12 ist mit der entsprechenden Kathodenschicht 17a–17d verbunden und ihr anderes Ende mit der Kollektorschicht 2.
  • Da die Aufbauten anderer Elemente denen der in 1 für die erste Ausführungsform gezeigten entsprechen, werden sie hier nicht gezeigt.
  • Bei dem Halbleitermodul gemäß der dritten Ausführungsform, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden, erleichtert das Anordnen der vier Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen 18a–18d. Zusätzlich ermöglicht es die Verwendung von vier Siliziumcarbiddiodenelementen, die elektrische Stromdichte, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommen wird, zu verringern, wodurch die Menge der Wärme verringert wird, die von dem einzelnen Diodenelement erzeugt wird. Demzufolge kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement erzeugt wird, weiter verringert sein als bei Verwendung von zwei Siliziumcarbiddiodenelementen. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert sein als bei der zweiten Ausführungsform.
  • Hierbei zeigen 6 und 7 das für gewöhnlich verwendete Silizium-IGBT-Element, 5 das ein rechteckförmiges ist.
  • Wenn das Silizium-IGBT-Element 5 rechteckförmig ist, werden die Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d wie in 6 gezeigt in enger Nähe zu vier Seiten des nichtzentralen Abschnitts des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet, wodurch die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen 18a–18d in den in 6 durch Pfeile J, K, L und M gezeigten Richtungen erleichtert wird. Außerdem ermöglicht es die Verwendung von vier Siliziumcarbiddiodenelementen, die elektrische Stromdichte, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommen wird, zu verringern. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Modul weiter verringert werden als bei der zweiten Ausführungsform.
  • Wie in 7 gezeigt, sind die Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d an den vier Ecken (nichtzentraler Abschnitt) des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet, wodurch eine Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen 18a–18d in den in 7 durch Pfeile N, P, Q, R, S, T, U und V gezeigten Richtungen erleichtert wird. Aus diesem Grund kann der Temperaturanstieg in den Siliziumcarbiddiodenelementen weiter verringert sein als durch Anordnen der Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d in enger Nähe zu den vier Seiten des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements 5. Demzufolge kann der Temperaturanstieg in dem Modul weiter verringert werden.
  • In der ersten Ausführungsform ist gezeigt, dass der erste Draht 10, der zweite Draht 11 und der dritte Draht 12 als Eingabe/Ausgabeabschnitt (Leiter) verwendet werden, durch den der elektrische Strom in das oder aus dem Silizium-IGBT-Element 5 und dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 fließt. Bei der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der ersten Draht 10, der zweite Draht 11 und der dritte Draht 12 ersetzt durch einen ersten Anschlussstreifen 21, einen zweiten Anschlussstreifen 22 und einen dritten Anschlussstreifen 23, von denen jeder aus einem Metall wie z. B. Kupfer besteht. Da Aufbauten anderer Elemente denen in 1 für die erste Ausführungsform gezeigten entsprechen, werden sie hier nicht gezeigt.
  • Bei dem Halbleitermodul gemäß der vierten Ausführungsform erleichtert die Verwendung des ersten Anschlussstreifens 21, des zweiten Anschlussstreifens 22 und des dritten Anschlussstreifens 23 die Wärmeableitung von den Halbleiterelementen über die Leiterstreifen. Insbesondere da der erste Leiterstreifen 21 und der dritte Leiterstreifen 23 zu der Wärmeableitung von dem Silizium carbiddiodenelement 8 beitragen, dessen Temperatur zum Ansteigen neigt, kann der Temperaturanstieg in dem Diodenelemente 8 verringert sein. Da weiter der zweite Anschlussstreifen 22 zu der Wärmeableitung von dem Silizium-IGBT-Element 5 beiträgt, kann der Temperaturanstieg in dem IGBT-Element 5 verringert sein. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in den Halbleitermodulen weiter verringert sein als bei der ersten Ausführungsform.
  • Weiter können der erste Anschlussstreifen 21, der zweite Anschlussstreifen 22 und der dritte Anschlussstreifen 23, wie sie in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind, auch auf die zweite Ausführungsform angewendet werden. In diesem Fall verwendet das Halbleitermodul als Eingabe/Ausgabe-Abschnitt (Leiter) den ersten Anschlussstreifen 21, den zweiten Anschlussstreifen 22 und den dritten Anschlussstreifen 23. Ein Ende jedes der ersten Anschlussstreifen 21 ist mit einer Diode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements 15a, 15b verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende des zweiten Anschlussstreifens 22 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende jedes der dritten Anschlussstreifen 23 ist mit der jeweiligen Kathodenschicht 14a, 14b verbunden und sein anderes Ende mit der Kollektorschicht 2.
  • Mit dieser Anordnung kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, der von den Siliziumcarbiddiodenelementen 15a, 15b erzeugt wird, dessen Temperatur besonders zum Ansteigen neigt, verringert sein. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in den Temperaturmodulen weiter verringert werden als bei der zweiten Ausführungsform.
  • Weiter können der erste Anschlussstreifen 21, der zweite Anschlussstreifen 22 und der dritte Anschlussstreifen 23, wie sie in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind, auch auf die dritte Ausführungsform angewendet werden. In diesem Fall verwendet das Halbleitermodul als Eingabe/Ausgabe-Abschnitt (Leiter) den ersten Anschlussstreifen 21, den zweiten Anschlussstreifen 22 und den dritten Anschlussstreifen 23. Ein Ende jedes der ersten Anschlussstreifen 21 ist mit einer Anode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements 18a–18d verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende des zweiten Anschlussstreifens 22 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3. Ein Ende jedes der dritten Anschlussstreifen 23 ist mit der jeweiligen Kathodenschicht 17a–17d des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements 18a–18d verbunden und sein anderes Ende mit der Kollektorschicht 2.
  • Diese Ausführungsform ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen 18a–18d erzeugt wird, deren Temperatur besonders zum Steigen neigt. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in den Halbleiterelementen weiter verringert werden als in der dritten Ausführungsform.
  • Da bei der ersten bis vierten Ausführungsform der Temperaturanstieg aufgrund der wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen 8, 15a, 15b, und 18a–18d erzeugt wird, verringert ist, kann das Material für die Isolierschichten 6, 13a, 13b und 16a–16d von Aluminiumnitrid auf das kostengünstigere Epoxidharz gewechselt werden. Diese Änderung ermöglicht eine Verringerung der Herstellungskosten des Halbleitermoduls.
  • Bei der ersten bis vierten Ausführungsform ist gezeigt, dass die Siliziumcarbiddiodenelemente 8, 15a, 15b und 18a–18d auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 angeordnet sind, und entsprechend dieser Anordnung sind die Isolierschichten 6, 13a, 13b und 16a–16d und die Kathodenschichten 7, 14a, 14b und 17a–17d ebenfalls auf dessen nichtzentralem Abschnitt angeordnet. Die Isolierschichten und die Kathodenschichten müssen jedoch nicht aufgeteilt sein. Die Isolierschicht 6 und die Kathodenschicht 7, wie sie in 1 für die erste Ausführungsform gezeigt sind, können beispielsweise auch auf der gesamten Oberfläche des Emitters des Silizium-IGBT-Elements 5 bereitgestellt sein, wobei die Siliziumcarbiddiodenelemente 8, 15a, 15b und 18a–18d jeweils auf einem Abschnitt der Kathodenschicht 7 bereitgestellt sind, die in dem nichtzentralen Abschnitt des IGBT-Elements 5 angeordnet sind.
  • 9 ist eine fragmentarische Draufsicht, die basierend auf 2, die die erste Ausführungsform zeigt, ein Beispiel des Bereitstellens der Isolierschicht 6 und der Kathodenschicht 7 auf der gesamten Oberfläche des Emitters des Silizium-IGBT-Elements 5 zeigt. Wie in 9 gezeigt, ist die Isolierschicht 6 im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche des Emitters des Silizium-IGBT-Elements 5 bereitgestellt, und auch die Kathodenschicht 7 ist im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche des Isolierschicht 6 bereitgestellt. Das Siliziumcarbiddiodenelement 8 ist mit einem Abschnitt der Kathodenschicht 7 verbunden, die dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements 5 entspricht. In diesem Fall müssen die Isolierschicht 6 und die Kathodenschicht 7 partiell an einer Stelle entfernt werden, an der der Draht oder der Anschlussstreifen angeschlossen werden soll, und auch an einer Stelle für das Gate. Es ist natürlich klar, dass die in 9 veranschaulichte Beschreibung auch auf die zweite bis vierte Ausführungsform angewendet werden kann.
  • 10 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Unterschied zwischen 1, die die erste Ausführungsform zeigt, und 10 besteht darin, dass die Anode des Siliziumcarbiddiodenelements 8 direkt durch Lot oder dergleichen mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden ist. In dem vorliegenden Fall ist das Siliziumcarbiddiodenelement verglichen mit der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform kopfüber angeordnet. Diese Anordnung bewirkt, dass der Emitter des IGBT-Elements 5 elektrisch mit der Anode des Diodenelements 8 verbunden ist. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in 1, die die erste Ausführungsform zeigt, und 10 auf gleiche Elemente, und es wird hier keine erneute Beschreibung der entsprechenden Elemente gegeben.
  • Diese Anordnung beseitigt auch Erfordernis für eine Isolierschicht 6 und erleichtert somit eine Wärmeableitung von dem Diodenelement 8 zu dem IGBT-Element 5. Demzufolge kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 erzeugt wird, weiter verringert werden als bei Verwendung der Isolierschicht 6. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei der ersten Ausführungsform.
  • Die Isolierschicht 6 und der erste Draht 10 können weggelassen werden, wodurch die Herstellungskosten für das Halbleitermodul verringert werden. Weiter bietet das Weglassen des ersten Drahts 10 einen Vorteil des Erlaubens einer Vereinfachung der internen Verdrahtung des Moduls.
  • Hierbei kann der Aufbau, wie er in der fünften Ausführungsform gezeigt ist, wobei die Anode des Diodenelements 8 direkt mit dem Emitter des IGBT-Elements 5 verbunden ist, entsprechend dem Aufbau der zweiten Ausführungsform durchgeführt werden, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden. In diesem Fall sind die Anoden der Diodenelemente 15a, 15b direkt mit dem Emitter des IGBT-Elements 5 verbunden.
  • Das ermöglicht es, den Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von den Diodenelementen 15a, 15b erzeugt wird, zu verringern. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei der zweiten Ausführungsform.
  • Weiter kann der Aufbau, wie er in der fünften Ausführungsform gezeigt ist, wobei die Anode des Diodenelements 8 direkt mit dem Emitter des IGBT-Elements 5 verbunden ist, entsprechende dem Aufbau in der dritten Ausführungsform ausgeführt sein, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden. In diesem Fall sind die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden. Das ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen 18a–18d erzeugt wird. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert sein als bei der dritten Ausführungsform.
  • 11 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Unterschied zwischen 10, die die fünfte Ausführungsform zeigt, und 11 besteht darin, dass anstelle des zweiten Drahts 11 und des dritten Drahts 12 der zweite Anschlussstreifen 22, der als Stromeingabe- bzw. Ausgabeabschnitt dient, d. h. ein Leiter, durch den elektrischer Strom in das oder aus dem entsprechenden Element fließt, verwendet wird, um den Emitter des Silizium-IGBT-Elements mit der Emitterschicht 3 zu verbinden und dass der dritte Anschlussstreifen 23, der als Stromeingabe- oder Ausgabeabschnitt (Leiter) dient, verwendet wird, um die Kathode des Siliziumcarbiddiodenelements 8 mit der Kollektorschicht 2 zu verbinden. Hierbei beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf die gleichen Elemente in 10, die die fünfte Ausführungsform zeigt, und 11, und es wird keine erneute Beschreibung der entsprechenden Elemente gegeben.
  • Diese Anordnung vermeidet wie bei der fünften Ausführungsform die Isolierschicht 6, was somit eine Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement 8 in der Richtung zu dem Silizium-IGBT-Element 5 erleichtert. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung des zweiten und dritten Anschlussstreifens 22, 23 eine bessere Wärmeableitung für das Modul. Da insbesondere der Anschlussstreifen 23 zu der Wärmeableitung des Siliziumcarbiddiodenelements 8 beiträgt, dessen Temperatur zum Steigen neigt, kann der Temperaturanstieg in dem Diodenelement 8 verringert sein, während der Anschlussstreifen 22 zu der Wärmeableitung von dem Silizium-IGBT-Element 5 beiträgt und der Temperaturanstieg in dem IGBT-Element 5 verringert sein kann. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg weiter verringert sein als bei der fünften Ausführungsform.
  • Außerdem ermöglicht das Weglassen der Isolierschicht 6 und des ersten Anschlussstreifens 21 eine Verringerung der Herstellungskosten des Halbleitermoduls. Weiter kann der erste Anschlussstreifen 21 weggelassen sein, was einen Vorteil bietet, dass die interne Verdrahtung des Halbleitermoduls einfacher wird.
  • Weiter kann der in der sechsten Ausführungsform gezeigte Aufbau, bei dem die Anode des Siliziumcarbiddiodenelements 8 direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden ist und auch der zweite Anschlussstreifen 22 und der dritte Anschlussstreifen 23 verwendet werden, auch auf die zweite Ausführungsform angewendet werden, bei der eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen verwendet wird. In diesem Fall sind die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden. Weiter ist ein Ende des zweiten Anschlussstreifens 22 mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden und das andere Ende mit der Emitterschicht 3, während ein Ende des dritten Leiterstreifens 23 mit der Kathode der Siliziumcarbiddiodenelemente 15a, 15b verbunden ist und ihr anderes Ende mit der Emitterschicht 2.
  • Diese Anordnung ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen 15a, 15b erzeugt wird, deren Temperatur besonders zum Steigen neigt. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei der fünften Ausführungsform.
  • Weiter kann der in der sechsten Ausführungsform gezeigte Aufbau, bei dem die Anode des Siliziumcarbiddiodenelements 8 direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden ist und auch der zweite Anschlussstreifen 22 und der dritte Anschlussstreifen 23 verwendet werden, auch auf die dritte Ausführungsform angewendet werden, bei der eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen verwendet wird. In dem vorliegenden Fall sind die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden. Weiter ist ein Ende des zweiten Anschlussstreifens 22 mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements 5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 3, während ein Ende des dritten Anschlussstreifens 23 mit der Kathode der Siliziumcarbiddiodenelemente 18a–18d verbunden ist und sein anderes Ende mit der Emitterschicht 2.
  • Diese Anordnung ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen 18a–18d erzeugt wird, deren Temperatur besonders zum Steigen neigt. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei der fünften Ausführungsform.
  • Durch alle Ausführungsformen kann ein Siliziumcarbiddiodenelement verwendet werden, das unter Verwendung eines n-Siliziumcarbidsubstrats oder eines p-Siliziumcarbidsubstrats hergestellt ist. Für die fünfte und sechste Ausführungsform ist es vorzuziehen, ein Siliziumcarbiddiodenelement zu verwenden, das unter Verwendung des p-Siliziumcarbidsubstrats gebildet ist, auf dessen gesamter Oberfläche eine Anode gebildet sein kann wie es in 11 gezeigt ist.
  • 12 zeigt ein Beispiel für ein Siliziumcarbiddiodenelement, das ein solches p-Siliziumcarbidsubstrat verwendet. In 12 gezeigt sind: ein p-Siliziumcarbidsubstrat 31, eine n-Diffusionsschicht 32, die in der Oberfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats 31 gebildet ist, eine Kathode 33, die auf der Oberfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats 31 gebildet ist, eine Schutzschicht 34, die auf der Oberfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats 31 gebildet ist einschließlich eines Bereichs der n-Diffusionsschicht 32, die an dem Rand der Kathode 33 liegt, und eine Anode 35, die auf der Rückfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats 31 gebildet ist.
  • Während gezeigt ist, dass alle Ausführungsformen das IGBT-Element als Schaltelement verwenden, kann auch eine andere Art Schaltelement verwendet werden wie z. B. ein MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor) oder ein Bipolartransistorelement.
  • Außerdem kann der durch die vorliegende Erfindung erzielte Vorteil auch erreicht werden durch Ersetzen des Siliziumschaltelements durch ein Siliziumcarbidschaltelement, das Siliziumcarbid als Material verwendet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - JP 2004-95670 A [0006]
    • - JP 2003-243612 [0007]

Claims (13)

  1. Halbleitermodul mit einem Schaltelement (5) und einem Siliziumcarbiddiodenelement (8), das auf einem nichtzentralen Abschnitt des Schaltelements angeordnet ist.
  2. Halbleitermodul gemäß Anspruch 1, bei dem das Schaltelement (5) rechteckförmig ist und das Siliziumcarbiddiodenelement (8) in enger Nähe zu einer Seite des rechteckförmigen Schaltelements angeordnet ist.
  3. Halbleitermodul gemäß Anspruch 1, bei dem das Schaltelement (5) rechteckförmig ist und das Siliziumcarbiddiodenelement (8) in einer Ecke des rechteckförmigen Schaltelements angeordnet ist.
  4. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Eingabe/Ausgabeabschnitt, durch den elektrischer Strom in das oder aus dem Schaltelement (5) und dem Siliziumcarbiddiodenelement (8) fließt, aus einem Anschlussstreifen (21–23) gebildet ist.
  5. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiter eine Isolierschicht (6) zwischen dem Schaltelement (5) und dem Siliziumcarbiddiodenelement (8) enthält, wobei die Isolierschicht aus Epoxidharz gebildet ist.
  6. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Schaltelement (5) eine beliebiges Element ist aus einem Silizium-IGBT-Element, einem Siliziumcarbid-IGBT-Element, einem Silizium-MOSFET-Element und einem Siliziumcarbid-MOSFET-Element.
  7. Halbleitermodul mit einem Schaltelement (5) und einer Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a–18d), die auf einem nichtzentralen Abschnitt des Schaltelements angeordnet sind.
  8. Halbleitermodul gemäß Anspruch 7, bei dem das Schaltelement (5) rechteckförmig ist und jedes aus der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a–18d) in enger Nähe zu einer Seite des rechteckförmigen Schaltelements angeordnet ist.
  9. Halbleitermodul gemäß Anspruch 7, bei dem das Schaltelement (5) rechteckförmig ist und jedes aus der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a–18d) in einer Ecke des rechteckförmigen Schaltelements angeordnet ist.
  10. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem die Anzahl der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a–18d) zwei bis vier ist.
  11. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem ein Eingabe/Ausgabeabschnitt, durch den elektrischer Strom in das oder aus dem Schaltelement (5) und der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a–18d) fließt, aus einem Anschlussstreifen (21–23) gebildet ist.
  12. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, das weiter eine Isolierschicht (13a, 13b; 16a–16d) zwischen dem Schaltelement (5) und der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a–18d) enthält, wobei die Isolierschicht aus Epoxidharz gebildet ist.
  13. Halbleitermodul gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem das Schaltelement (5) eine beliebiges Element ist aus einem Silizium-IGBT-Element, einem Siliziumcarbid-IGBT-Element, einem Silizium-MOSFET-Element und einem Siliziumcarbid-MOSFET-Element.
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