DE102015106148A1 - Vorrichtung mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode für Clip-Bonding - Google Patents

Vorrichtung mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode für Clip-Bonding Download PDF

Info

Publication number
DE102015106148A1
DE102015106148A1 DE102015106148.1A DE102015106148A DE102015106148A1 DE 102015106148 A1 DE102015106148 A1 DE 102015106148A1 DE 102015106148 A DE102015106148 A DE 102015106148A DE 102015106148 A1 DE102015106148 A1 DE 102015106148A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor chip
contact
clip
logic
power semiconductor
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.)
Withdrawn
Application number
DE102015106148.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Otremba
Josef Hoeglauer
Aliaksandr Subotski
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 Austria AG
Original Assignee
Infineon Technologies Austria 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 Austria AG filed Critical Infineon Technologies Austria AG
Priority to DE102015106148.1A priority Critical patent/DE102015106148A1/de
Priority to CN201610250460.9A priority patent/CN106067458A/zh
Priority to US15/135,155 priority patent/US20160315033A1/en
Publication of DE102015106148A1 publication Critical patent/DE102015106148A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H01L23/49517Additional leads
    • H01L23/49524Additional leads the additional leads being a tape carrier or flat leads
    • 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
    • H01L23/50Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor for integrated circuit devices, e.g. power bus, number of leads
    • 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
    • H01L23/492Bases or plates or solder therefor
    • 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
    • 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
    • H01L23/49575Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • 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
    • H01L2224/37001Core members of the connector
    • H01L2224/37099Material
    • H01L2224/371Material 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
    • 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
    • H01L2224/47Structure, 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
    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • 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

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)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung enthält einen logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode. Die Kontaktelektrode ist dazu konfiguriert, mittels Clip-Bonding-Technik elektrisch an einen Kontakt-Clip gekoppelt zu sein.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Halbleitervorrichtungen. Insbesondere betrifft die Offenbarung Vorrichtungen mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode, die für einen Clip-Bonding-Prozess konfiguriert ist.
  • HINTERGRUND
  • Halbleitervorrichtungen können einen oder mehrere Halbleiterchip(s), zum Beispiel logische Halbleiterchips enthalten. Die logischen Halbleiterchips können mit weiteren elektronischen Komponenten der Halbleitervorrichtungen kommunizieren und somit von außen, zum Beispiel über periphere Kontaktelektroden, elektrisch zugänglich sein müssen. Halbleitervorrichtungen müssen ständig verbessert werden. Insbesondere kann es wünschenswert sein, eine elektrische und thermische Leistung der Halbleitervorrichtungen zu verbessern. Zusätzlich kann es wünschenswert sein, das Design und die Herstellung der Halbleitervorrichtungen zu vereinfachen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beiliegenden Zeichnungen sind zur näheren Erklärung von Aspekten enthalten und sind in diese Beschreibung eingegliedert und bilden einen Teil derselben. Die Zeichnungen zeigen Aspekte und dienen gemeinsam mit der Beschreibung zur Erklärung von Prinzipien von Aspekten. Andere Aspekte und viele der beabsichtigten Vorteile von Aspekten werden sofort offensichtlich, wenn sie unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht unbedingt im Maßstab relativ zueinander. Gleiche Bezugszeichen können entsprechende gleiche Teile bezeichnen.
  • 1 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung 100 gemäß der Offenbarung.
  • 2 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung 200 gemäß der Offenbarung.
  • 3 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung 300 gemäß der Offenbarung.
  • 4A bis 4E zeigen schematisch eine beispielhafte Clip-Bonding-Technik, die bei einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung angewendet werden kann.
  • 5 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 500 gemäß der Offenbarung.
  • 6 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 600.
  • 7 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 700 gemäß der Offenbarung.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Halbbrückenschaltung 800.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in welchen zur Veranschaulichung spezielle Aspekte dargestellt sind, in welchen die Offenbarung ausgeführt werden kann. In dieser Hinsicht kann richtungsbezogene Terminologie, wie ”oben”, ”unten”, ”vorne”, ”hinten”, usw. unter Bezugnahme auf die Ausrichtung der beschriebenen Figuren verwendet werden. Da Komponenten von beschriebenen Vorrichtungen in zahlreichen verschiedenen Ausrichtungen angeordnet werden können, kann die richtungsbezogene Terminologie zur Veranschaulichung verwendet werden und ist in keiner Weise einschränkend. Andere Aspekte können verwendet werden und es können strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Somit ist die folgende ausführliche Beschreibung nicht in einschränkendem Sinn zu verstehen und das Konzept der vorliegenden Offenbarung ist durch die beiliegenden Ansprüche definiert.
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet, müssen die Begriffe ”verbunden”, ”gekoppelt”, ”elektrisch verbunden” oder ”elektrisch gekoppelt” nicht unbedingt bedeuten, dass Elemente direkt miteinander verbunden oder gekoppelt werden müssen. Es können dazwischen liegende Elemente zwischen den ”verbundenen”, ”gekoppelten”, ”elektrisch verbundenen” oder ”elektrisch gekoppelten” Elementen vorgesehen sein.
  • Ferner kann das Wort ”über” (oder ”auf”), das in Bezug auf z. B. eine Materialschicht verwendet wird, die ”über” einer Oberfläche eines Objekts gebildet ist oder sich auf dieser befindet, hier in der Bedeutung verwendet werden, dass die Materialschicht ”direkt auf”, z. B. in direktem Kontakt mit, der genannten Oberfläche angeordnet ist (z. B. gebildet, abgeschieden, usw. ist). Das Wort ”über”, das in Bezug auf z. B. eine Materialschicht verwendet wird, die ”über” einer Oberfläche gebildet ist oder sich auf dieser befindet, kann hier auch in der Bedeutung verwendet werden, dass die Materialschicht ”indirekt auf” der genannten Oberfläche angeordnet ist (z. B. gebildet, abgeschieden, usw. ist), mit z. B. einer oder mehreren zusätzlichen Schicht(en), die zwischen der genannten Oberfläche und der Materialschicht angeordnet ist (sind).
  • Hier sind Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Vorrichtungen beschrieben. Bemerkungen, die in Verbindung mit einer beschriebenen Vorrichtung gemacht werden, gelten auch für ein entsprechendes Verfahren und umgekehrt. Wenn zum Beispiel eine spezielle Komponente einer Vorrichtung beschrieben wird, kann ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung einen Vorgang zum Bereitstellen der Komponente in geeigneter Weise enthalten, selbst wenn ein solcher Vorgang nicht ausdrücklich beschrieben oder in den Figuren dargestellt ist. Zusätzlich können die Merkmale der verschiedenen, hier beschriebenen, beispielhaften Aspekte miteinander kombiniert werden, falls nicht anderes angegeben ist.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können einen oder mehrere Halbleiterchip(s) enthalten. Die Halbleiterchips können von unterschiedlichen Arten sein und können durch unterschiedliche Technologien hergestellt werden. Zum Beispiel können die Halbleiterchips integrierte elektrische, elektrooptische oder elektromechanische Schaltungen, passive Komponenten, usw. enthalten. Die integrierten Schaltungen können als logische integrierte Schaltungen, analoge integrierte Schaltungen, integrierte Mischsignal-Schaltungen, integrierte Leistungsschaltungen, Speicherschaltungen, integrierte passive Komponenten, mikroelektromechanische Systeme, usw. konstruiert sein. Halbleiterchips müssen nicht aus einem speziellen Halbleitermaterial konstruiert sein und können anorganische und/oder organische Materialien enthalten, die keine Halbleiter sind, z. B. Isolatoren, Kunststoffe, Metalle usw. In einem Beispiel können die Halbleiterchips aus einem elementaren Halbleitermaterial bestehen oder dieses enthalten, zum Beispiel Si. In einem weiteren Beispiel können die Halbleiterchips aus einem Verbindungshalbleitermaterial bestehen oder dieses enthalten, zum Beispiel GaN, SiC, SiGe, GaAs.
  • Die Halbleiterchips können eine vertikale Struktur haben, d. h. die Halbleiterchips können so hergestellt werden, dass elektrische Ströme im Wesentlichen in einer Richtung senkrecht zu den Hauptflächen der Halbleiterchips fließen können. Ein Halbleiterchip mit einer vertikalen Struktur kann Elektroden über seinen zwei Hauptflächen aufweisen, d. h. über seiner Oberseite und seiner Unterseite. Zum Beispiel können Leistungshalbleiterchips eine vertikale Struktur haben und können Lastelektroden aufweisen, die über beiden Hauptflächen angeordnet sind. In einem Beispiel können die Source-Elektrode und die Gate-Elektrode eines Leistungs-MOSFET über einer Oberfläche angeordnet sein, während die Drain-Elektrode des Leistungs-MOSFET über der anderen Oberfläche angeordnet sein kann.
  • Die Halbleiterchips können eine laterale Struktur haben, d. h. die Halbleiterchips können so hergestellt sein, dass elektrische Ströme im Wesentlichen in einer Richtung parallel zu einer Hauptfläche der Halbleiterchips fließen. Ein Halbleiterchip mit einer lateralen Struktur kann Elektroden aufweisen, die über einer seiner Hauptflächen angeordnet sind. In einem Beispiel kann ein Halbleiterchip mit einer lateralen Struktur eine integrierte Schaltung aufweisen, wie z. B. einen logischen Halbleiterchip. In einem weiteren Beispiel kann ein Leistungshalbleiterchip eine laterale Struktur aufweisen, wobei die Lastelektroden über einer Hauptfläche des Halbleiterchips angeordnet sein können. Zum Beispiel können die Source-Elektrode, die Gate-Elektrode und die Drain-Elektrode eines Leistungs-MOSFET über einer Hauptfläche des Leistungs-MOSFET angeordnet sein. Ein weiteres Beispiel eines lateralen Leistungshalbleiterchips kann ein HEMT (High Electron Mobility Transistor) sein, der aus einem Verbindungshalbleitermaterial hergestellt ist.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können einen oder mehrere Leistungshalbleiterchip(s) enthalten. Zum Beispiel können die Leistungshalbleiterchips als Dioden, Leistungs-MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), JFETs (Junction Gate Field Effect Transistors), HEMTs (High Electron Mobility Transistors), Super-Junction-Vorrichtungen, bipolare Leistungstransistoren, usw. konfiguriert sein.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können einen oder mehrere logische(n) Halbleiterchip(s) enthalten. Ein logischer Halbleiterchip kann zumindest eines von einer logischen integrierten Schaltung, einer integrierten Leistungsschaltung, einer integrierten Treiberschaltung enthalten. Ein logischer Halbleiterchip (oder eine logische integrierte Schaltung) kann zur Steuerung und/oder zum Treiben elektronischer Komponenten einer Vorrichtung verwendet werden. In dieser Hinsicht können hier die Begriffe ”logischer Halbleiterchip”, ”Steuerhalbleiterchip”, ”Treiberhalbleiterchip” synonym verwendet werden. Zum Beispiel kann ein logischer Halbleiterchip zur Steuerung und/oder zum Treiben von integrierten Schaltungen eines oder mehrerer Leistungshalbleiterchips verwendet werden.
  • Eine Treiberschaltung kann zum Treiben von einer oder mehreren elektronischen Komponente(n) der Vorrichtung verwendet werden, wie z. B. eines Leistungstransistors. Die getriebenen Komponenten können spannungsgetrieben oder stromgetrieben sein. Zum Beispiel können Leistungs-MOSFETs, IGBTs, usw., spannungsgetriebene Schalter sein, da ihr isoliertes Gate sich insbesondere wie ein Kondensator verhalten kann. Im Gegensatz dazu können Schalter wie Triacs (Triode für Wechselstrom), Thyristoren, bipolare Transistoren, eine PN-Diode, usw. stromgetrieben sein. In einem Beispiel kann ein Treiben einer Komponente, die eine Gate-Elektrode enthält, durch eine Gate-Treiberschaltung ausgeführt werden. Der Treibprozess kann ein Anlegen unterschiedlicher Spannungen an die Gate-Elektrode, zum Beispiel in der Form von Einschalt- und Ausschaltwellenformen, enthalten. In einem weiteren Beispiel kann eine Treiberschaltung zum Treiben einer direkt getriebenen Schaltung verwendet werden. Eine Steuerschaltung kann zum Steuern eines oder mehrerer Treiber(s) konfiguriert sein, welche Komponenten der Vorrichtung treiben. In einem Beispiel kann eine Steuerschaltung gleichzeitig Treiber von mehreren direkt getriebenen Schaltungen steuern. Zum Beispiel kann somit eine Halbbrückenschaltung, die zwei direkt getriebene Schaltungen enthält, von einer Steuerung gesteuert werden. Eine Steuerung kann z. B. eine Mikrosteuerung enthalten.
  • Die Halbleiterchips der hier beschriebenen Vorrichtungen können einen oder mehrere elektrische(n) Kontakt(e) enthalten. Ein elektrischer Kontakt kann die Form einer Kontaktelektrode (oder eines Kontaktpads oder eines Kontaktanschlusses) haben, die eine Herstellung eines elektrischen Kontakts mit den internen elektronischen Strukturen und integrierten Schaltungen, die in den Halbleiterchips enthalten sind, von außerhalb des Halbleiterchips ermöglicht. Solche Kontaktelektroden können insbesondere an einer Peripherie des Halbleiterchips angeordnet sein und somit externe Elektroden der Halbleiterchips darstellen. In dieser Hinsicht können die Kontaktelektroden von elektrischen Kontakten unterschieden werden, die ein Teil einer internen elektronischen Struktur oder eines internen Schaltkreises der Halbleiterchips sein können. Vielmehr können die externen elektrischen Elektroden über der aktiven Fläche und/oder über dem internen Schaltkreis und/oder über der internen Umverteilung der Halbleiterchips angeordnet sein.
  • Die Kontaktelektroden können eine oder mehrere Metallschicht(en) enthalten, die an dem Halbleitermaterial der Halbleiterchips aufgebracht werden können. Die geometrische Form und die Materialzusammensetzung der Metallschichten können von der Art des jeweiligen Halbleiterchips abhängen. Die Metallschichten können z. B. die Form einer Schicht aufweisen, die eine Fläche bedeckt. Die Metallschichten können insbesondere aus zumindest einem von einem Metall und einer Metalllegierung hergestellt sein. Im Allgemeinen kann jedes gewünschte Metall oder jede gewünschte Metalllegierung, zum Beispiel, Aluminium, Titan, Gold, Silber, Kupfer, Palladium, Platin, Nickel, Chrom, Vanadium, Wolfram, Molybdän, usw., als Material verwendet werden. Die Metallschichten müssen nicht homogen sein oder aus nur einem Material hergestellt sein, sondern es können auch verschiedene Zusammensetzungen und Konzentrationen der Materialien, die in den Metallschichten enthalten sind, möglich sein. Zum Beispiel kann eine Kontaktelektrode als ein Schichtstapel ausgebildet sein, der mehrere Schichten enthält, die aus verschiedenen Materialien hergestellt sein können. Abhängig von der in Erwägung gezogenen Elektrodenart können speziellere Materialien für die Herstellung der Kontaktelektroden verwendet werden. Beispiele für spezielle Elektrodenarten sind im Folgenden spezifiziert.
  • Die Halbleiterchips der hier beschriebenen Vorrichtungen können mehrere Kontaktelektroden enthalten, die von gleicher oder unterschiedlicher Art sind. Insbesondere können die Halbleiterchips eine oder mehrere Kontaktelektrode(n) enthalten, die so konfiguriert sein können, dass sie mittels einer Clip-Bonding-Technik elektrisch an einen Kontakt-Clip gekoppelt sind. Solche Kontaktelektroden können eine Kontaktschicht (oder einen Schichtstapel) enthalten, der zumindest eines von Kupfer und Nickel enthält. Hier kann der Prozentsatz von Kupfer und/oder Nickel in der Kontaktschicht zumindest 40% oder zumindest 50% oder zumindest 60% oder zumindest 70% oder zumindest 80% oder zumindest 90% sein. Die Kontaktschicht kann eine letzte Schicht sein, die an einer Peripherie der Kontaktelektrode angeordnet ist. Das heißt, die Kontaktschicht kann von weiteren Schichten an einer peripheren Oberfläche unbedeckt sein und somit für einen direkten Kontakt mit einem Kontakt-Clip oder einem Material, das für eine Kopplung zwischen der Kontaktelektrode und dem Kontakt-Clip sorgt (z. B. ein Lötmaterial) konfiguriert sein. Zum Beispiel kann die Kontaktschicht aus zumindest einem von Kupfer, Nickel, Nickel-Silber, Chrom-Nickel-Silber bestehen oder dieses enthalten. Eine Dicke der Kontaktschicht kann in einem Bereich von etwa 1 Mikrometer bis etwa 5 Mikrometer liegen. Die Kontaktschicht kann durch zumindest eines von Sputtern, chemische Dampfphasenabscheidung (CVD), und physikalische Dampfphasenabscheidung (PVD) hergestellt werden. Da ein Kontakt zwischen der Kontaktelektrode und einem Kontakt-Clip durch ein Lötmaterial oder eine Lötverbindung hergestellt werden kann, kann die Kontaktelektrode insbesondere eine lötbare Kontaktschicht enthalten.
  • Die Halbleiterchips der hier beschriebenen Vorrichtungen können eine oder mehrere Kontaktelektrode(n) enthalten, die so konfiguriert sein können, dass sie mittels einer Draht-Bonding-Technik elektrisch an einen Draht gekoppelt werden. Solche Kontaktelektroden können eine Kontaktschicht (oder einen Schichtstapel) enthalten, die zumindest eines von Aluminium und Aluminiumkupfer enthält. Die Kontaktschicht kann eine letzte Schicht sein, die an einer Peripherie der Kontaktelektrode angeordnet wird, d. h. die Kontaktschicht kann von weiteren Schichten auf einer peripheren Oberfläche unbedeckt sein und kann für einen direkten Kontakt mit einem Draht oder einem Material, das für eine Kopplung zwischen der Kontaktelektrode und dem Draht sorgt, konfiguriert sein.
  • Die Kontaktelektroden der hier beschriebenen Vorrichtungen können optional eine letzte Schicht enthalten, die an einer Peripherie der Kontaktelektrode angeordnet sein kann. Eine solche optionale Schicht kann somit zusätzlich über den oben beschriebenen Schichten angeordnet werden. Die optionale letzte Schicht kann zumindest eines von Gold, Silber, Palladium, Platin enthalten und kann eine Dicke aufweisen, die in einem Bereich von etwa 100 Nanometer bis etwa 500 Nanometer liegt. Die optionale letzte Schicht kann in jedem der besprochenen Fälle verwendet werden, d. h. für Kontaktelektroden, die für Clip-Bonding-Techniken konfiguriert sind, wie auch für Kontaktelektroden, die für Draht-Bonding-Techniken konfiguriert sind.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können einen Träger enthalten, über dem eine oder mehrere Komponente(n) der Vorrichtung angeordnet sein können. Im Allgemeinen kann ein Träger aus zumindest einem von einem Metall, einer Metalllegierung, einem Dielektrikum, einem Kunststoff, einer Keramik, usw. hergestellt sein. Der Träger kann eine homogene Struktur aufweisen, kann aber auch interne Strukturen, wie leitende Bahnen, mit einer elektrischen Umverteilungsfunktion bereitstellen. Zum Beispiel kann ein Träger zumindest eines von einem Die-Pad, einem Leiterrahmen (Leadframe), einem Keramiksubstrat, einschließlich einer oder mehrerer Umverteilungsschicht(en), usw. enthalten.
  • Ein Leiterrahmen kann so strukturiert sein, dass Die-Pads und Leiter (Leads) gebildet werden können. Während einer Herstellung können die Die-Pads und die Leiter miteinander verbunden werden. Die Die-Pads und die Leiter können auch aus einem Stück bestehen. Die Die-Pads und die Leiter können durch Verbindungsmittel miteinander verbunden werden, mit dem Zweck, einige der Die-Pads und der Leiter im Verlauf der Herstellung zu trennen. Hierbei kann ein Trennen der Die-Pads und der Leiter durch zumindest eines von mechanischem Sägen, einem Laserstrahl, Schneiden, Stanzen, Fräsen, Ätzen, usw. erfolgen. In einem Beispiel kann der Leiterrahmen ein mehrstufiger Leiterrahmen sein, wobei verschiedene Abschnitte auf verschiedenen Stufen angeordnet sind. Zum Beispiel können die verschiedenen Stufen des Leiterrahmens durch Biegen des Leiterrahmens in geeigneter Weise gebildet werden, bevor oder nachdem die verschiedenen Trägerabschnitte gebildet werden. Leiter des Leiterrahmens können aus einem Einkapselungsmaterial der Vorrichtung herausragen, so dass eine elektrische Verbindung zwischen internen Komponenten der Vorrichtung und externen Komponenten hergestellt werden kann.
  • Insbesondere kann ein Leiterrahmen zumindest teilweise elektrisch leitend sein. Zum Beispiel kann der Leiterrahmen vollständig aus Metallen und/oder Metalllegierungen hergestellt sein, insbesondere aus zumindest einem von Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Eisennickel, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Stahl, rostfreiem Stahl, usw. Das Leiterrahmenmaterial kann Spuren von Eisen, Schwefel, Eisennitrid, usw. enthalten. Der Leiterrahmen kann mit einem elektrisch leitenden Material plattiert werden, zum Beispiel zumindest mit einem von Kupfer, Silber, Palladium, Gold, Nickel, Eisennickel, Nickelphosphor, usw. In diesem Fall kann der Leiterrahmen als vorplattierter Leiterrahmen bezeichnet werden. Auch wenn ein Leiterrahmen elektrisch leitend sein kann, kann eine beliebige Auswahl von Die-Pads des Leiterrahmens elektrisch voneinander isoliert sein.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können ein oder mehrere elektrisch leitende(s) Element(e) enthalten, die zum Bereitstellen einer elektrischen Kopplung zwischen Komponenten der Vorrichtungen konfiguriert sind. Zum Beispiel kann ein solches elektrisch leitendes Element eine elektrische Verbindung zwischen einer Kontaktelektrode eines Halbleiterchips und einer Kontaktelektrode eines weiteren Halbleiterchips oder zwischen einer Kontaktelektrode eines Halbleiterchips und einem Die-Pad oder einem Leiter bereitstellen. Ein elektrisch leitendes Element kann einen oder mehrere Kontakt-Clip(s) enthalten, die aus einem Leiterrahmenmaterial gebildet sein können. Insbesondere kann der Kontakt-Clip aus zumindest einem von einem Metall und einer Metalllegierung bestehen oder dieses bzw. diese enthalten und dann als Metall-Clip bezeichnet werden. Der Kontakt-Clip kann durch zumindest eines von Stanzen, Prägen, Pressen, Schneiden, Sägen, Fräsen, usw. hergestellt werden. Ein Kontakt zwischen dem Kontakt-Clip und einer Kontaktelektrode eines Halbleiterchips kann in einem Beispiel durch einen Diffusionslötprozess hergestellt werden. Ein beispielhafter Prozess zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Kontakt-Clip und einer Kontaktelektrode mittels einer Clip-Bonding-Technik ist in Verbindung mit 4A bis 4E beschrieben. In einem weiteren Beispiel kann ein elektrisch leitendes Element einen Draht oder mehrere Drähte, insbesondere Bonddrähte oder Bonding-Drähte enthalten. Ein Draht kann ein Metall und/oder eine Metalllegierung enthalten, insbesondere Gold, Aluminium, Kupfer oder eine oder mehrerer ihrer Legierungen. Zusätzlich kann der Draht eine Beschichtung enthalten oder nicht. Eine Dicke eines Drahtes kann von der Stärke der Ströme abhängen, die durch den Draht fließen. In einem spezielleren Beispiel kann der Draht eine Dicke kleiner als 75 Mikrometer aufweisen, zum Beispiel eine Dicke von etwa 50 Mikrometer bis etwa 75 Mikrometer, und kann aus Aluminium bestehen.
  • Ein Kontakt-Clip kann ein oder mehrere Abtastsignale von und/oder zu einem Halbleiterchip bereitstellen, der elektrisch an den Kontakt-Clip gekoppelt ist. Ein solches Abtastsignal kann auf einem physikalischen Parameter (oder einer physikalischen Quantität oder einer physikalischen Größe) des Halbleiterchips beruhen oder von dieser abhängig sein. Somit kann das Abtastsignal Informationen über eine physikalische Eigenschaft des Halbleiterchips darstellen oder enthalten, die durch eine Messung quantifiziert werden können. In dieser Hinsicht müssen ein Abtastsignal, das vom Kontakt-Clip bereitgestellt wird, und der zugehörige physikalische Parameter nicht unbedingt hinsichtlich ihrer physikalischen Einheiten übereinstimmen. Zum Beispiel kann das Abtastsignal einer gemessenen Spannung entsprechen, kann aber eine andere physikalische Quantität darstellen, zum Beispiel einen elektrischen Strom oder eine Temperatur.
  • In einem Beispiel kann der Kontakt-Clip ein Abtastsignal bereitstellen, das auf einem elektrischen Potential des Halbleiterchips beruht oder dieses darstellt. Das Abtastsignal kann z. B. ein elektrisches Potential einer Kontaktelektrode des Halbleiterchips darstellen. In dieser Hinsicht kann der Kontakt-Clip optional elektrisch an eine Spannungsmesseinheit gekoppelt sein, die zum Messen des elektrischen Potentials der in Erwägung gezogenen Kontaktelektrode konfiguriert ist. In einem weiteren Beispiel kann der Kontakt-Clip ein Abtastsignal bereitstellen, das auf einem elektrischen Strom des Halbleiterchips beruhen kann. Das Abtastsignal kann z. B. auf einem Strom beruhen, der zwischen einer Source-Elektrode eines Leistungstransistors und einer Drain-Elektrode des Leistungstransistors fließt. In dieser Hinsicht kann der Kontakt-Clip, der das Abtastsignal bereitstellt, elektrisch an einen Nebenwiderstand gekoppelt sein, der zum Messen des elektrischen Stroms verwendet wird. Ein Strom, der durch den Nebenwiderstand fließt, kann einen Spannungsabfall verursachen, der zum elektrischen Strom proportional sein kann und gemessen werden kann. In einem Beispiel kann der Nebenwiderstand in den in Erwägung gezogenen Halbleiterchip integriert sein. In einem weiteren Beispiel kann der Kontakt-Clip ein Abtastsignal bereitstellen, das auf einer Temperatur des Halbleiterchips beruhen kann. In dieser Hinsicht kann der Kontakt-Clip elektrisch an eine Diode gekoppelt sein. Die Leitfähigkeit der Diode kann von ihrer Temperatur abhängen, so dass eine Spannung an einem freiliegenden Endabschnitt des Kontakt-Clips, der mit der Diode elektrisch verbunden ist, auch von der Temperatur der Diode abhängen kann. In einem Beispiel kann die Diode in den Halbleiterchip integriert sein.
  • Ein Abtastsignal, das vom Kontakt-Clip bereitgestellt wird, kann zur Steuerung und Überwachung des Zustands eines Halbleiterchips verwendet werden. Für diesen Zweck kann das Abtastsignal z. B. für einen logischen Halbleiterchip vorgesehen sein, der zum Erzeugen eines Steuersignals konfiguriert ist, und ferner zum Bereitstellen des Steuersignals für relevante Komponenten, die die Steuerung des Halbleiterchips ausführen. In einem Beispiel kann ein abgetastetes elektrisches Potential einer Source-Elektrode eines Leistungstransistors zum Erzeugen eines Steuersignals verwendet werden, das von einer Gate-Treiberschaltung zum Steuern einer Gate-Elektrode des Leistungstransistors verwendet werden kann. Insbesondere kann das gemessene elektrische Potential US an der Source-Elektrode zum Korrigieren einer Spannung UG verwendet werden, die an die Gate-Elektrode angelegt worden sein kann, ohne das Abtastsignal zu berücksichtigen. Ein korrigierter Wert, der an die Gate-Elektrode angelegt wird, kann somit in einem Beispiel einen Wert von UG – US haben. In einem weiteren Beispiel kann ein Abtasten eines elektrischen Stroms im Halbleiterchip zum Überwachen einer zeitlichen Entwicklung des elektrischen Stroms verwendet werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Stärke des Stroms einen Schwellenwert übersteigt. Wenn der gemessene elektrische Strom einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, kann ein Betrieb einer oder mehrerer Komponente(n) der Vorrichtung in geeigneter Weise eingestellt werden, um die Stromstärke unter den Schwellenwert zu zwingen. In einem weiteren Beispiel kann ein Messen einer Temperatur im Halbleiterchip zur Überwachung einer zeitlichen Entwicklung der Temperatur verwendet werden. Dann kann vermieden werden, dass die Temperatur einen Schwellenwert überschreitet. Wenn die gemessene Temperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, kann ein Betrieb einer oder mehrerer Komponente(n) der Vorrichtung eingestellt (oder verzögert oder gestoppt) werden, so dass die Temperatur unter den vorgegebenen Schwellenwert fallen kann.
  • Die hier beschriebenen Vorrichtungen können gekapselt werden oder nicht. Ein Halbleiterpackage kann eine Halbleitervorrichtung sein, die ein Einkapselungsmaterial enthält, das zumindest teilweise eine oder mehrere Komponente(n) der Vorrichtung, zum Beispiel Halbleiterchips, einen Leiterrahmen, einen oder mehrere Leiter, usw. bedeckt (oder einbettet oder einkapselt). Das Einkapselungsmaterial kann elektrisch isolierend sein und kann einen Einkapselungskörper bilden. Das Einkapselungsmaterial kann zumindest eines von einem Epoxid, einem glasfasergefüllten Epoxid, einem glasfasergefüllten Polymer, einem Imid, einem gefüllten oder nicht gefüllten thermoplastischen Polymermaterial, einem gefüllten oder nicht gefüllten duroplastischen Polymermaterial, einer gefüllten oder nicht gefüllten Polymermischung, einem wärmehärtenden Material, einer Gussmasse, einem Glob-Top-Material, einem Laminatmaterial, usw. enthalten. Es können verschiedene Techniken zum Einkapseln von Komponenten der Vorrichtung mit dem Einkapselungsmaterial verwendet werden, zum Beispiel zumindest eines von Kompressionsguss, Spritzguss, Pulverguss, Flüssigguss, Laminieren, usw.
  • 1 bis 3 zeigen schematisch Seitenansichten im Querschnitt von Vorrichtungen 100 bis 300 gemäß der Offenbarung. In den Beispielen von 1 bis 3 sind die Vorrichtungen 100 bis 300 allgemein dargestellt und können ferner Komponenten enthalten, die der Einfachheit wegen nicht dargestellt sind. Zum Beispiel kann jede der Vorrichtungen 100 bis 300 ferner eine oder mehrere Komponente(n) der Vorrichtungen 500 bis 700 enthalten, die in Verbindung mit 5 bis 7 beschrieben sind.
  • Die Vorrichtung 100 von 1 enthält einen logischen Halbleiterchip 12 mit einer Kontaktelektrode 14. Die Kontaktelektrode 14 ist so konfiguriert, dass sie mittels einer Clip-Bonding-Technik elektrisch an einen Kontakt-Clip (nicht dargestellt) gekoppelt ist. Eine beispielhafte Technik zum Bereitstellen einer elektrischen Kopplung zwischen der Kontaktelektrode 14 und einem Kontakt-Clip ist in Verbindung mit 4A bis 4E beschrieben. Der logische Halbleiterchip 12 kann ferner optionale Kontaktelektroden (nicht dargestellt) enthalten. Abhängig von ihrer jeweiligen Verwendung können die weiteren Kontaktelektroden auch so konfiguriert sein, dass sie mittels Clip-Bonding-Technik elektrisch an einen Kontakt-Clip gekoppelt sind oder sie können so konfiguriert sein, dass sie mittels Draht-Bonding-Technik elektrisch an einen Draht gekoppelt sind.
  • Zum Beispiel kann der logische Halbleiterchip 12 ein Teil einer Multichip-Vorrichtung sein, die zusätzlich einen oder mehrere Leistungshalbleiterchip(s) enthalten kann, wobei die Leistungshalbleiterchips durch Kontakt-Clips elektrisch miteinander gekoppelt sein können. Der logische Halbleiterchip 12 kann an einen oder mehrere der Leistungshalbleiterchips elektrisch gekoppelt werden müssen. Andere (herkömmliche) logische Halbleiterchips können dem logischen Halbleiterchip 12 der Vorrichtung 100 ähnlich sein, aber sie können nur eine Kontaktelektrode haben, die so konfiguriert ist, dass sie mittels Draht-Bonding-Technik elektrisch an einen Draht gekoppelt ist. Somit können bei Verwendung dieser anderen herkömmlichen logischen Halbleiterchips die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen dem logischen Halbleiterchip und den Leistungshalbleiterchip(s) nur durch Drähte mittels einer Draht-Bonding-Technik möglich sein. Im Gegensatz dazu können bei Verwendung des logischen Halbleiterchips 12 der Vorrichtung 100 diese elektrischen Verbindungen durch Kontakt-Clips bereitgestellt sein. Verglichen mit den herkömmlichen logischen Halbleiterchips kann somit der logische Halbleiterchip 12 der Vorrichtung 100 die folgenden technischen Effekte bereitstellen. Die speziellen technischen Effekte sind weder ausschließlich noch einschränkend. Beispiele für Multichip-Vorrichtungen, die logische Halbleiterchips gemäß der Offenbarung enthalten und die technischen Effekte vorteilhaft nutzen, sind z. B. in Verbindung mit 5 und 7 beschrieben.
  • Ein erster technischer Effekt kann sein, dass die Prozesse, die zum Clip-Bonding der Leistungshalbleiterchips verwendet werden, auch zum Clip-Bonding des logischen Halbleiterchips verwendet werden können. Ein zweiter technischer Effekt kann sein, dass Kontakt-Clips, die sowieso für eine elektrische Kopplung der Leistungshalbleiterchips verwendet werden, zusätzlich zur elektrischen Kopplung des logischen Halbleiterchips verwendet werden. Zum Beispiel kann eine solche erweiterte Funktionalität des Kontakt-Clips erreicht werden, indem eine Größe oder Oberfläche des Kontakt-Clips erhöht wird, um zusätzlich relevante Kontaktelektroden des logischen Halbleiterchips zu bedecken. Ein dritter technischer Effekt kann sein, dass eine Verwendung eines Kontakt-Clips für eine elektrische Verbindung zwischen dem logischen Halbleiterchip und einem oder mehreren der Leistungshalbleiterchips zu einer vergrößerten Fläche des Kontakt-Clips führt, die eine Wärmeableitung in einer Richtung weg von Betriebskomponenten der Vorrichtung unterstützen kann und somit ein Kühlen der Vorrichtung unterstützt.
  • Die geometrische Form der Kontaktelektrode 14, die in 1 dargestellt ist, ist beispielhaft. Es können andere Geometrien der Kontaktelektrode 14 möglich sein. Insbesondere kann notwendig sein, dass eine freiliegende Oberfläche der Kontaktelektrode 14 eine ausreichend große Bonding-Fläche für einen Lötmittelabgabevorgang einer Draht-Bonding-Technik vorsieht. Im Gegensatz dazu können andere Kontaktelektroden, die für Draht-Bonding-Techniken konfiguriert sind, nicht unbedingt solche erforderlichen Clip-Bonding-Flächen bereitstellen. Die obere Schicht, die die Peripherie des logischen Halbleiterchips 12 bildet, kann z. B. eine Passivierungsschicht enthalten, die z. B. aus zumindest einem von einem Nitrid (z. B. Siliziumnitrid) und einem Oxid (z. B. Siliziumoxid) gebildet ist. In einem Beispiel kann (können) die Schichten) der Kontaktelektrode 14 auf die obere Schicht des logischen Halbleiterchips 12 aufgebracht werden, wobei die obere Oberfläche und die Seitenflächen der Kontaktelektrode 14 frei liegen können. In einem weiteren Beispiel können die Seitenflächen der Kontaktelektrode 14 zumindest teilweise von der oberen Schicht des logischen Halbleiterchips 12 bedeckt sein. Hierbei kann die obere Oberfläche der Kontaktelektrode 14 selbst in einer Ebene mit der oberen Schicht des logischen Halbleiterchips 12 liegen. In einem weiteren Beispiel kann eine zusätzliche Lötstoppschicht über der oberen Schicht des logischen Halbleiterchips 12 angeordnet sein, wobei die Kontaktelektrode 14 zumindest teilweise von der Lötstoppschicht freiliegt. Die Lötstoppschicht kann so konfiguriert sein, dass sie verhindert, dass ein Lötmaterial unkontrolliert während eines Lötvorgangs einer Clip-Bonding-Technik aufgelöst wird. Zum Beispiel kann die Lötstoppschicht zumindest eines von einem Fotolackmaterial, Imid, Epoxid, Duroplast, Silikon, Siliziumnitrid, usw. enthalten.
  • Die Vorrichtung 200 von 2 enthält einen logischen Halbleiterchip 12 mit einer Kontaktelektrode 14. Die Kontaktelektrode 14 enthält eine Kontaktschicht 16, wobei die Kontaktschicht 16 zumindest eines von Kupfer und Nickel enthält. Insbesondere kann die Kontaktelektrode 14 so konfiguriert sein, dass sie mittels Clip-Bonding-Technik elektrisch an einen Kontakt-Clip gekoppelt ist. Eine beispielhafte Technik zum Bereitstellen einer elektrischen Kopplung zwischen der Kontaktelektrode 14 und einem Kontakt-Clip ist in Verbindung mit 4A bis 4E beschrieben. Die Kontaktelektrode 14 kann ähnliche technische Effekte bereitstellen, wie in Verbindung mit 1 beschrieben sind.
  • In einem Beispiel kann die Kontaktschicht 16 die vollständige Kontaktelektrode 14 bilden. In weiteren Beispielen kann die Kontaktelektrode 14 zusätzliche Schichten enthalten und kann somit einem Schichtstapel entsprechen. Hierbei kann die Kontaktschicht 16 insbesondere eine letzte Schicht mit einer freiliegenden Oberfläche darstellen, so dass ein Kontakt-Clip oder ein Material, das die Kontaktschicht 16 und einen Kontakt-Clip verbindet, direkt auf die freiliegende Oberfläche der Kontaktschicht 16 aufgebracht werden kann. Die freiliegende Oberfläche der Kontaktschicht 16 kann zumindest eine von der oberen Oberfläche und einer oder mehreren der Seitenflächen der Kontaktelektrode 14 enthalten. Zum Beispiel kann eine Dicke der Kontaktschicht 16 in einem Bereich von etwa 1 Mikrometer bis etwa 5 Mikrometer liegen. Die Kontaktschicht 16 kann durch zumindest eines von Sputtern, chemischer Dampfphasenabscheidung, physikalischer Dampfphasenabscheidung hergestellt werden.
  • Die Vorrichtung 300 von 3 enthält einen logischen Halbleiterchip 12 und einen Leistungshalbleiterchip 18. Die Vorrichtung 300 enthält ferner einen Kontakt-Clip 20, der den logischen Halbleiterchip 12 und den Leistungshalbleiterchip 18, insbesondere Kontaktelektroden der Halbleiterchips elektrisch koppelt. Zum Beispiel kann der logische Halbleiterchip 12 der Vorrichtung 300 ähnlich jenem der logischen Halbleiterchips 12 der Vorrichtungen 100 und 200 sein. Multichip-Vorrichtungen, die als ausführlichere Implementierung der Vorrichtung 300 angesehen werden können, sind z. B. in Verbindung mit 5 und 7 beschrieben.
  • 4A bis 4E zeigen schematisch eine beispielhafte Clip-Bonding-Technik, die bei einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung angewendet werden kann. Das beschriebene Verfahren zeigt qualitativ eine beispielhafte Herstellung einer elektrischen Kopplung zwischen einer Kontaktelektrode eines Halbleiterchips und einem Leiter durch einen Kontakt-Clip. Eine ähnliche Clip-Verbindung kann auch zwischen anderen Komponenten hergestellt werden, zum Beispiel zwischen Kontaktelektroden verschiedener Halbleiterchips, insbesondere zwischen einem logischen Halbleiterchip und einem Leistungshalbleiterchip. Das beschriebene Verfahren kann zumindest teilweise zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem Kontakt-Clip und einer Kontaktelektrode eines logischen Halbleiterchips gemäß der Offenbarung verwendet werden.
  • In 4A kann ein Träger vorgesehen sein. Zum Beispiel kann der Träger ein Leiterrahmen sein, der ein Die-Pad 22 und einen oder mehrere Leiter 24 enthält. Das Die-Pad 22 kann zumindest eine im Wesentlichen ebene Oberfläche 26 zur Montage einer Komponente enthalten. Zumindest einige der Leiter 24 können elektrisch an das Die-Pad 22 gekoppelt sein.
  • In 4B kann eine erste Materialschicht 28 über der ebenen Oberfläche 26 des Die-Pads 22 angeordnet sein. Zum Beispiel kann die erste Materialschicht 28 ein elektrisch leitendes Verbindungsmaterial sein, das zumindest eines von einem Lötmittel, einem weichen Lötmittel, einem Diffusionslötmittel, einer Lötmittelpaste, einer Nanopaste, einem Klebstoff, einem elektrisch leitenden Klebstoff enthalten kann. Insbesondere, kann jedes Lötmaterial, das zur Bildung von Lötverbindungen imstande ist, als Material verwendet werden. Zum Beispiel kann das Lötmaterial zumindest eines von Sn, SnAg, SnAu, In, InAg, InAu enthalten.
  • In 4C kann ein Halbleiterchip 30 über dem Die-Pad 22 angeordnet sein. Zum Beispiel kann der Halbleiterchip 30 ein logischer Halbleiterchip gemäß der Offenbarung sein. Der Halbleiterchip 30 kann eine erste Kontaktelektrode (nicht dargestellt) enthalten, die dem Die-Pad 22 zugewandt ist, und eine zweite Kontaktelektrode 32, die vom Die-Pad 22 weg weist. Der Halbleiterchip 30 kann ferner Kontaktelektroden enthalten, die der Einfachheit wegen nicht dargestellt sind. Der Halbleiterchip 30 kann durch ein Lötmittel am Die-Pad 22 befestigt sein, wobei die erste Kontaktelektrode durch das erste Lötmaterial 28 elektrisch an das Die-Pad 22 gekoppelt und an diesem befestigt sein kann.
  • In 4D kann eine zweite Materialschicht 34 über Teilen der Anordnung abgeschieden sein. Insbesondere kann die zweite Materialschicht 34 ein zweites elektrisch leitendes Verbindungsmaterial sein, das dem ersten Lötmaterial 28 ähnlich sein kann, das in Verbindung mit 4B beschrieben ist. Das zweite Lötmaterial 34 kann über der zweiten Kontaktelektrode 32 des Halbleiterchips 30 und über optionalen weiteren Kontaktelektroden abgeschieden sein. Insbesondere kann das zweite Lötmaterial 34 über den Kontaktelektroden abgeschieden sein, die später elektrisch mit einem Kontakt-Clip verbunden werden. Das zweite Lötmaterial 34 kann auch über einem oder mehreren der Leiter 24 abgeschieden werden.
  • In 4E kann ein Kontakt-Clip 36 über dem Halbleiterchip 30 so angeordnet sein, dass zumindest ein Teil des zweiten Lötmaterials 34 zwischen der zweiten Kontaktelektrode 32 und einer Kontaktfläche des Kontakt-Clips 36 angeordnet werden kann. Zusätzlich kann der Kontakt-Clip 36 über dem Leiter 24 so angeordnet werden, dass das zweite Lötmaterial 34 zwischen einer oder mehreren Kontaktfläche(n) des Kontakt-Clips 36 und des Leiters 24 angeordnet werden kann, über dem das zweite Lötmaterial 34 angeordnet ist. Die Kontaktflächen des Kontakt-Clips 36 können insbesondere im Wesentlichen ebene Oberflächen enthalten.
  • In einem weiteren Vorgang kann das zweite Lötmaterial 34 auf eine Temperatur T erwärmt werden, um den Kontakt-Clip 36 fest an der zweiten Kontaktelektrode 32 des Halbleiterchips 30 und des Leiters 24 zu befestigen. Während desselben Erwärmungsprozesses kann der Halbleiterchip 30 durch das erste Lötmaterial 28 fest am Die-Pad 22 befestigt werden. Zum Beispiel kann ein Erwärmen des Lötmaterials durch Platzieren der Anordnung von 4E in einem Ofen (nicht dargestellt) erfolgen. Eine maximale Temperatur, die durch den Ofen an dem Lötmaterial angewendet wird, kann z. B. in einem Bereich von etwa 250°C bis etwa 350°C, insbesondere von etwa 270°C bis etwa 320°C liegen. In einem Beispiel kann die Erwärmungsdauer in einem Bereich von etwa 30 Sekunden bis etwa 300 Sekunden, insbesondere von etwa 60 Sekunden bis etwa 120 Sekunden liegen.
  • Während des Erwärmungsvorgangs kann sich das Lötmaterial zu einer Lötverbindungsschicht, insbesondere einer Diffusionslötverbindungsschicht verformen. Das Lötmaterial kann bei der Schmelztemperatur des Lötmaterials zu schmelzen beginnen. Das Lötmaterial kann einer Temperatur T ausgesetzt werden, die höher als die Schmelztemperatur sein kann. Hier kann sich eine intermetallische Phase durch Diffusion im Lötmaterial bilden. Nach dem Erwärmungsvorgang kann sich das Lötmaterial vollständig zur intermetallischen Phase umgewandelt haben. Die erzeugte Lötverbindungsschicht kann somit aus der intermetallischen Phase bestehen. Zum Beispiel kann eine Dicke der Lötverbindungsschicht kleiner als etwa 10 Mikrometer sein.
  • 5 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 500 gemäß der Offenbarung. Die Vorrichtung 500 kann als eine ausführlichere Implementierung der Vorrichtungen 100 bis 300 angesehen werden, so dass Einzelheiten der unten beschriebenen Vorrichtung 500 ebenso bei den Vorrichtungen 100 bis 300 angewendet werden können. Insbesondere kann die Vorrichtung 500 so konfiguriert sein, dass sie als Halbbrückenschaltung ähnlich der Halbbrückenschaltung 800 von 8 arbeitet.
  • Somit können die Komponenten der Vorrichtung 500, die in der Folge spezifiziert ist, insbesondere einen Schaltkreis ähnlich 8 bilden und können entsprechend miteinander verbunden sein. Zur leichteren Erklärung und Veranschaulichung sind gewisse Vorrichtungsteile nicht dargestellt. Zum Beispiel zeigt 5 kein optionales Einkapselungsmaterial oder keinen optionalen Eingangskondensator CIN (siehe 8).
  • Die Vorrichtung 500 kann einen Träger enthalten, der durch einen Leiterrahmen gebildet wird, der ein erstes Die-Pad 40, ein zweites Die-Pad 42 und mehrere Leiter enthalten kann (siehe PGND, GL, VCC, PHASE, usw.), die an einer Peripherie des Leiterrahmens angeordnet sind. Die Vorrichtung 500 kann ferner einen ersten Leistungshalbleiterchip 44, einen zweiten Leistungshalbleiterchip 46 und einen logischen Halbleiterchip 48 enthalten. Zusätzlich kann die Vorrichtung 500 einen Kontakt-Clip 50 enthalten, der durch eine Punkt-Strich-Linie dargestellt ist, und mehrere Drähte, die elektrische Verbindungen zwischen Komponenten der Vorrichtung 500 bereitstellen.
  • Der erste Leistungshalbleiterchip 44 kann ein erster Leistungstransistor sein, der über dem ersten Die-Pad 40 angeordnet ist. Insbesondere kann der erste Leistungstransistor 44 als der High-Side Schalter HS der Vorrichtung 800 von 8 arbeiten. Der erste Leistungstransistor 44 kann eine Drain-Elektrode (nicht dargestellt) enthalten, die über einer Hauptfläche des ersten Leistungstransistors 44 angeordnet ist, die dem ersten Die-Pad 40 zugewandt ist. Die Drain-Elektrode kann elektrisch an einen oder mehrere Leiter (siehe VIN) des Leiterrahmens gekoppelt sein. Der erste Leistungstransistor 44 kann ferner eine Gate-Elektrode 46, eine Source-Elektrode 52 und eine oder mehrere optionale weitere Kontaktelektroden 54 enthalten, die über einer Hauptfläche des ersten Leistungstransistors 44 angeordnet sind, die vom ersten Die-Pad 40 weg weist. Die Gate-Elektrode 46 kann elektrisch an eine Kontaktelektrode 60 des logischen Halbleiterchips 48 durch einen Draht mittels einer Draht-Bonding-Technik gekoppelt sein. Die Source-Elektrode 52 kann elektrisch an den Kontakt-Clip 50 durch eine Clip-Bonding-Technik gekoppelt sein. Die optionale(n) eine oder mehreren weitere(n) Kontaktelektrode(n) 54 kann (können) an einen oder mehrere Leiter des Leiterrahmens abhängig von ihrer jeweiligen Funktionalität durch einen Draht oder mehrere Drähte durch eine Draht-Bonding-Technik gekoppelt sein. In dem Beispiel von 5 kann eine weitere Kontaktelektrode 54 elektrisch an einen Leiter (siehe PHASE) durch einen Draht 68 gekoppelt sein.
  • Der zweite Leistungshalbleiterchip 56 kann ein zweiter Leistungstransistor sein, der über dem zweiten Die-Pad 42 angeordnet sein kann. Insbesondere kann der zweite Leistungshalbleiterchip 56 als Low-Side Schalter LS der Vorrichtung 800 von 8 arbeiten. Der zweite Leistungstransistor 56 kann eine Gate-Elektrode (nicht dargestellt) und eine Source-Elektrode (nicht dargestellt) enthalten, die über einer Hauptfläche des zweiten Leistungstransistors 56 angeordnet sind, die dem zweiten Die-Pad 42 zugewandt ist. Die Gate-Elektrode kann elektrisch an einen oder mehrere Leiter (siehe GL) des Leiterrahmens gekoppelt sein und die Source-Elektrode kann elektrisch an einen oder mehrere Leiter (siehe PGND) des Leiterrahmens gekoppelt sein. Der zweite Leistungstransistor 56 kann ferner eine Drain-Elektrode 58 enthalten, die über einer Hauptfläche angeordnet ist, die vom zweiten Die-Pad 42 weg weist. Die Drain-Elektrode 58 kann durch eine Clip-Bonding-Technik elektrisch an den Kontakt-Clip 50 gekoppelt sein. Zusätzlich kann die Drain-Elektrode 58 durch den Kontakt-Clip 50 elektrisch an einen oder mehrere Leiter (siehe VSW) des Leiterrahmens gekoppelt sein.
  • Der logische Halbleiterchip 48 kann über einem von dem ersten Die-Pad 40 und dem zweiten Die-Pad 42 oder über einem optionalen weiteren Die-Pad (nicht dargestellt) angeordnet sein. Der logische Halbleiterchip 48 kann so konfiguriert sein, dass zumindest einer vom ersten Leistungstransistor 44 und zweiten Leistungstransistor 56 gesteuert und/oder getrieben wird. Insbesondere kann der logische Halbleiterchip 48 eine Treiberschaltung enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie den High-Side Schalter HS und den Low-Side Schalter LS der Halbbrückenschaltung 800 von 8 ansteuert. Der logische Halbleiterchip 48 kann mehrere Kontaktelektroden enthalten, die über einer Hauptfläche des logischen Halbleiterchips 48 angeordnet sein können, die vom Die-Pad weg weist, das den Chip trägt. In einem Beispiel kann der logische Halbleiterchip 48 von lateralem Typ sein, so dass alle Kontaktelektroden an einer Hauptfläche des logischen Halbleiterchips 48 angeordnet sein können.
  • Der logische Halbleiterchip 48 kann eine erste Kontaktelektrode 60 enthalten, die durch einen Draht mittels einer Draht-Bonding-Technik elektrisch an die Gate-Elektrode 46 des ersten Leistungstransistors 44 gekoppelt werden kann. Der logische Halbleiterchip 48 kann ferner eine zweite Kontaktelektrode 62 enthalten, die durch eine Clip-Bonding-Technik elektrisch an den Kontakt-Clip 50 gekoppelt werden kann. Zusätzlich kann der logische Halbleiterchip 48 verschiedene (Signal- und Leistungs-)Eingangs- und Ausgangs-Kontaktelektroden zum Steuern eines Betriebs der Vorrichtung 500 enthalten, ähnlich der Halbbrückenschaltung 800 von 8. Diese verschiedenen Kontaktelektroden können zum Beispiel durch Drähte mittels einer Draht-Bonding-Technik elektrisch an einen oder mehrere Leiter des Leiterrahmens (siehe z. B. PHASE, GL, BOOT, LGND, VCC, PWM, EN, GL), gekoppelt werden.
  • Die zweite Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 kann ähnlich einer der Kontaktelektroden 14 der Vorrichtungen 100 bis 300 in 1 bis 3 sein. Zum Beispiel kann die zweite Kontaktelektrode 62 so konfiguriert sein, dass sie ein Abtastsignal vom ersten Leistungstransistor 44 über den Kontakt-Clip 50 empfängt. Das Abtastsignal kann auf einem physikalischen Parameter des ersten Leistungstransistors 44 beruhen und kann Informationen über eine physikalische Eigenschaft des ersten Leistungstransistors 44 darstellen, die durch eine Messung quantifiziert werden kann. Im Allgemeinen kann der physikalische Parameter zumindest eines von einem elektrischen Potential des ersten Leistungstransistors 44, einem elektrischen Strom des ersten Leistungstransistors 44 und einer Temperatur des ersten Leistungstransistors 44 enthalten.
  • In dem Beispiel von 5 kann der Kontakt-Clip 50 so konfiguriert sein, dass er ein Abtastsignal für die zweite Kontaktelektrode 62 bereitstellt, das ein elektrisches Potential der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 darstellen kann. In dem Beispiel von 5 kann der Kontakt-Clip 50 zusammenhängend als ein Stück ausgebildet sein. Da der Kontakt-Clip 50 elektrisch leitend sein kann, können die Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44, die Drain-Elektrode 58 des zweiten Leistungstransistors 56 und die zweite Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 elektrisch gekoppelt sein und dasselbe elektrische Potential haben.
  • In weiteren Beispielen kann der Kontakt-Clip 50 auch aus mehreren Stücken bestehen. In Bezug auf die Vorrichtung 500 kann ein erstes Stück des Kontakt-Clips 50 z. B. eine elektrische Kopplung bereitstellen, die für einen Betrieb der Halbbrückenschaltung erforderlich ist, zum Beispiel zwischen der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 und der Drain-Elektrode 58 des zweiten Leistungstransistors 56. Zusätzlich kann ein zweites Stück des Kontakt-Clips 50 elektrisch vom ersten Stück isoliert sein und kann ein Abtastsignal von zumindest einem des ersten Leistungstransistors 44 und des zweiten Leistungstransistors 56 für den logischen Halbleiterchip 48 bereitstellen. Hier kann sich das Abtastsignal auch vom Abtastsignal unterscheiden, das ein elektrisches Potential der Source-Elektrode 52 darstellt, und kann zum Beispiel auf einem elektrischen Strom oder einer Temperatur eines der Leistungstransistoren basieren.
  • Das Abtastsignal, das vom Kontakt-Clip 50 bereitgestellt wird, kann zum Steuern und Überwachen des Zustandes zum Beispiel des ersten Leistungstransistors 44 verwendet werden. Für diesen Zweck kann der logische Halbleiterchip 48 so konfiguriert sein, dass er ein Steuersignal erzeugt und das Steuersignal für die relevanten Komponenten bereitstellt, die die Steuerung des ersten Leistungstransistors 44 durchführen. Zum Beispiel kann ein abgetastetes elektrisches Potential der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 zum Erzeugen eines Steuersignals verwendet werden, das von einer Gate-Treiberschaltung zur Steuerung der Gate-Elektrode 46 des ersten Leistungstransistors 44 verwendet werden kann. Die Gate-Treiberschaltung kann im logischen Halbleiterchip 48 enthalten sein. Das Steuersignal kann z. B. von der Kontaktelektrode 60 des logischen Halbleiterchips 48 über den Verbindungsdraht zur Gate-Elektrode 46 des ersten Leistungstransistors 44 gesendet werden. Insbesondere kann ein gemessenes elektrisches Potential US an der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 zur Korrektur einer Spannung UG verwendet werden, die an die Gate-Elektrode 46 des ersten Leistungstransistors 44 angelegt werden kann, ohne das Abtastsignal zu berücksichtigen. Ein korrigierter Wert zu Steuerzwecken, der an die Gate-Elektrode 46 des ersten Leistungstransistors 44 angelegt werden kann, kann somit in einem Beispiel einen Wert von UG – US haben.
  • 6 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 600. Die Vorrichtungen 500 und 600 können einen ähnlichen Schaltkreis darstellen. Bemerkungen, die in Verbindung mit 5 gemacht werden, können daher auch für 6 gelten. Insbesondere kann die Vorrichtung 600 auch für einen Betrieb einer Halbbrückenschaltung ähnlich der Halbbrückenschaltung 800 von 8 konfiguriert sein.
  • Die Vorrichtung 600 kann einen ersten Leistungstransistor 44, einen zweiten Leistungstransistor 56 und einen logischen Halbleiterchip 48 enthalten. Der zweite Leistungstransistor 56 und der logische Halbleiterchip 48 der Vorrichtung 600 können entsprechenden Komponenten der Vorrichtung 500 ähnlich sein. Verglichen mit der Vorrichtung 500 kann der erste Leistungstransistor 44 der Vorrichtung 600 eine weitere Kontaktelektrode 64 enthalten, die über einer Hauptfläche des ersten Leistungstransistors 44 angeordnet sein kann, die vom ersten Die-Pad 40 weg weist. Insbesondere kann die weitere Kontaktelektrode 64 so konfiguriert sein, dass sie ein Abtastsignal bereitstellt, das auf einem physikalischen Parameter des ersten Leistungstransistors 44 beruht. Die weitere Kontaktelektrode 64 kann durch einen Draht 66 mittels einer Draht-Bonding-Technik elektrisch an die zweite Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 gekoppelt sein.
  • In einem Beispiel kann die weitere Kontaktelektrode 64 so konfiguriert sein, dass sie ein Abtastsignal bereitstellt, das ein elektrisches Potential der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 darstellen kann. Das heißt, die elektrische Kopplung zwischen der weiteren Kontaktelektrode 64 des ersten Leistungstransistors 44 und der zweiten Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 durch den Draht 66 in 6 kann der elektrischen Kopplung zwischen der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 und der zweiten Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 durch den Kontakt-Clip 52 in 5 entsprechen. Verglichen mit 5 kann somit das Design des Kontakt-Clips 50 der Vorrichtung 600 so geändert werden, dass der Kontakt-Clip 50 nicht elektrisch an die zweite Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 gekoppelt ist. Zum Beispiel kann eine Änderung der Form des Kontakt-Clips 50 einer Verringerung einer Oberfläche des Kontakt-Clips 50 entsprechen, so dass die zweite Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 nicht vom Kontakt-Clip 50 bedeckt ist, sondern stattdessen elektrisch an den Draht 66 gekoppelt sein kann.
  • Verglichen mit der Vorrichtung 600 von 6 kann die Vorrichtung 500 von 5 die folgenden technischen Effekte ähnlich den technischen Effekten bereitstellen, die in Verbindung mit der Vorrichtung 100 von 1 besprochen wurden. Erstens kann gemäß 5 ein Clip-Bonding-Prozess zum Bereitstellen einer elektrischen Kopplung zwischen der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 und der Drain-Elektrode 58 des zweiten Leistungstransistors 56 zusätzlich zum Herstellen einer elektrischen Kopplung zum Bereitstellen eines Abtastsignals von der Source-Elektrode 52 des ersten Leistungstransistors 44 zur zweiten Kontaktelektrode 62 des logischen Halbleiterchips 48 verwendet werden. Ein zusätzlicher Draht-Bonding-Prozess, wie in 6 erforderlich (siehe Draht 66), kann somit vermieden werden. Zweites kann in 5 der Kontakt-Clip 50, der bereits für spezielle elektrische Verbindungen verwendet wird, zusätzlich zur Ausbildung einer elektrischen Kopplung zwischen der zweiten Kontaktelektrode 62 und der Source-Elektrode 52 verwendet werden. Somit kann sein, dass kein zusätzliches Kopplungselement (siehe Draht 66) wie in 6 notwendig ist. Drittens kann durch Bereitstellen der zusätzlichen elektrischen Kopplung zwischen der Kontaktelektrode 62 und der Source-Elektrode 52, wie in 5 dargestellt, eine Oberfläche des Kontakt-Clips 50 vergrößert werden, was eine gewünschte Wärmeableitung verbessern kann.
  • 7 zeigt schematisch eine Draufsicht einer Vorrichtung 700 gemäß der Offenbarung. Die Vorrichtungen 500 und 700 können einen ähnlichen Schaltkreis darstellen. Bemerkungen, die in Verbindung mit 5 gemacht werden, können auch für 7 gelten. Insbesondere kann die Vorrichtung 700 so konfiguriert sein, dass sie als Halbbrückenschaltung ähnlich der Halbbrückenschaltung 800 von 8 arbeitet. In 5, kann die Kontaktelektrode 54 des ersten Leistungstransistors 44 über einen Draht 68 elektrisch an einen Leiter (siehe PHASE) des Leiterrahmens gekoppelt sein. Verglichen mit 5 kann die Oberfläche des Kontakt-Clips 50 der Vorrichtung 700 vergrößert sein, so dass der Kontakt-Clip 50 die elektrische Kopplung zwischen der Kontaktelektrode 54 des ersten Leistungstransistors 44 und dem Leiter (siehe PHASE) bereitstellen kann. Das heißt, unter Verwendung des Kontakt-Clips 50 von 7 kann der Draht 68 von 5 und ein zugehöriger Draht-Bonding-Prozess vermieden werden. Für den Fall eines elektrisch leitenden Kontakt-Clips 50 können der Leiter (siehe PHASE) und die Kontaktelektrode 54 und die Source-Elektrode 52 ein ähnliches elektrisches Potential haben. In einem Beispiel, kann der Leiter (siehe PHASE) elektrisch an eine externe Steuerung gekoppelt sein und kann zum Senden eines Phasensignals zur externen Steuerung dienen.
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Halbbrückenschaltung 800. Die Halbbrückenschaltung 800 kann Schalter HS und LS enthalten, die in Reihe geschaltet und zwischen Knoten N1 und N2 angeordnet sind. Die Schalter können ein High-Side Schalter HS und ein Low-Side Schalter LS sein. In dem Beispiel von 8 können die Schalter HS und LS MOSFETs sein, jeweils mit einer Gate-Elektrode G, einer Drain-Elektrode D und einer Source-Elektrode S. Ferner kann die Halbbrückenschaltung 800 einen Eingangskondensator CIN enthalten, der zwischen einem positiven Eingang VIN und einem negativen Eingang PGND der Halbbrückenschaltung 800 gekoppelt sein kann. Im Allgemeinen können die Arten und Anzahl von Halbleiterchips, die die Halbbrückenschaltung 800 bilden, von der besonderen Anwendung abhängig sein, für welche die in Erwägung gezogene Vorrichtung konstruiert werden kann.
  • Der Drain-Anschluss D des High-Side Schalters HS kann elektrisch mit dem positiven Eingang VIN der Halbbrückenschaltung 800 verbunden sein. Der Source-Anschluss S des High-Side Schalters HS kann elektrisch mit dem Drain-Anschluss D des Low-Side Schalters LS verbunden sein, um einen Ausgang SW der Halbbrückenschaltung 800 zu bilden. Der Source-Anschluss S des Low-Side Schalters LS kann elektrisch mit dem negativen Eingang PGND verbunden sein. Die Transistor-Gates G können als Steuersignaleingänge IN1, IN2 dienen. In einem weiteren Beispiel können die MOSFETs durch IGBTs ersetzt werden, wobei die Kollektorverbindungen der IGBTs den Drain-Verbindungen der MOSFETs entsprechen können und die Emitter-Verbindungen der IGBTs den Source-Verbindungen der MOSFETs entsprechen können.
  • Die Halbbrückenschaltung 800 kann ferner einen logischen Halbleiterchip (nicht dargestellt) mit verschiedenen (Signal- und Leistungs-)Eingängen und Ausgängen enthalten, um einen Betrieb der Halbbrückenschaltung 800 zu steuern. Insbesondere kann der logische Halbleiterchip eine Treiberschaltung enthalten, die zum Ansteuern der Gates G des High-Side Schalters HS und des Low-Side Schalters LS konfiguriert ist, zum Beispiel über die Eingänge IN1, IN2.
  • Es können konstante elektrische Potentiale an die Knoten N1 und N2 angelegt werden. Zum Beispiel kann ein hohes Potential VIN, wie 10, 12, 18, 50, 110, 230, 500 oder 1000 V oder jedes andere Potential an den Knoten N1 angelegt werden und ein niederes elektrisches Potential PGND, zum Beispiel 0 V, kann an den Knoten N2 angelegt werden. Die Schalter HS und LS können bei Frequenzen im Bereich von 1 kHz bis 100 MHz geschaltet werden, aber die Schaltfrequenzen können auch außerhalb dieses Bereichs liegen. Dies bedeutet, dass ein variierendes elektrisches Potential an den Knoten SW, der zwischen den Schaltern HS und LS angeordnet ist, während eines Betriebs der Halbbrücke angelegt werden kann. Das Potential des Knoten SW kann im Bereich zwischen dem niederen und dem hohen elektrischen Potential variieren.
  • Die Halbbrückenschaltung 800 kann z. B. in elektronischen Schaltungen zum Umwandeln von Gleichspannungen implementiert werden, d. h. DC-DC-Wandlern. DC-DC Wandler können zum Umwandeln einer Eingangs-Gleichspannung, die z. B. durch eine Batterie vorgesehen ist, in eine Ausgangs-Gleichspannung verwendet werden, die auf den Bedarf von elektronischen Schaltungen abgestimmt ist, die stromabwärts angeschlossen sind. DC-DC Wandler können als Abwärtswandler gestaltet sein, in welchen die Ausgangsspannung geringer ist als die Eingangsspannung, oder als Aufwärtswandler, in welchen die Ausgangsspannung höher ist als die Eingangsspannung. Frequenzen von mehreren MHz oder höher können an DC-DC-Wandler angelegt werden. Zusätzlich können Ströme bis zu 100 A oder noch höher durch die DC-DC Wandler fließen.
  • Während ein besonderes Merkmal oder ein besonderer Aspekt der Offenbarung in Bezug auf nur eine von mehreren Implementierungen offenbart sein kann, kann ein solches Merkmal oder ein solcher Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmal(en) oder Aspekt(en) der anderen Implementierungen nach Wunsch und wie für eine gegebene oder besondere Anwendung vorteilhaft ist, kombiniert werden. In dem Ausmaß, in dem die Begriffe ”enthalten”, ”haben”, ”mit” oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, sollen ferner solche Begriff in einer Weise, ähnlich dem Begriff ”umfassen”, einschließlich sein. Ebenso soll der Begriff ”beispielhaft” nur ”als ein Beispiel” bedeuten, und nicht das Beste oder Optimale bezeichnen. Es ist auch klar, dass hier dargestellte Merkmale und/oder Elemente der Einfachheit wegen mit besonderen Dimensionen relativ zueinander dargestellt sind und dass tatsächliche Dimensionen sich von den hier dargestellten unterscheiden können.
  • Obwohl spezielle Aspekte hier dargestellt und beschrieben sind, ist für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet klar, dass zahlreiche andere und/oder äquivalente Implementierungen anstelle der speziellen dargestellten und beschriebenen Aspekte verwendet werden können, ohne vom Konzept der Offenbarung abzuweichen. Diese Anmeldung soll sämtliche Anpassungen oder Variationen der hier besprochenen speziellen Aspekte abdecken. Daher soll diese Offenbarung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente eingeschränkt sein.

Claims (23)

  1. Vorrichtung, umfassend: einen logischen Halbleiterchip, der eine erste Kontaktelektrode umfasst, wobei die erste Kontaktelektrode dazu ausgelegt ist basierend auf einer Clip-Bonding-Technik elektrisch an einen Kontakt-Clip gekoppelt zu werden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Kontaktelektrode eine erste Kontaktschicht umfasst, wobei die erste Kontaktschicht zumindest eines von Kupfer und Nickel umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Dicke der ersten Kontaktschicht in einem Bereich von 1 Mikrometer bis 5 Mikrometer liegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Kontaktschicht basierend auf zumindest einem von Sputtern, chemischer Dampfphasenabscheidung, physikalischer Dampfphasenabscheidung hergestellt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der logische Halbleiterchip eine zweite Kontaktelektrode umfasst, die dazu ausgelegt ist basierend auf einer Draht-Bonding-Technik elektrisch an einen Draht gekoppelt zu werden.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Kontaktelektrode eine zweite Kontaktschicht umfasst, wobei die zweite Kontaktschicht Aluminium umfasst.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der logische Halbleiterchip zumindest eines von einer logischen integrierten Schaltung, einer integrierten Steuerschaltung, einer integrierten Treiberschaltung umfasst.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: einen Kontakt-Clip, der elektrisch an die erste Kontaktelektrode gekoppelt ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein Lötmaterial, das zwischen dem Kontakt-Clip und der ersten Kontaktelektrode angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend: einen ersten Leistungshalbleiterchip, wobei der logische Halbleiterchip und der erste Leistungshalbleiterchip durch den Kontakt-Clip elektrisch gekoppelt sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der erste Leistungshalbleiterchip einen Leistungstransistor umfasst und der logische Halbleiterchip einen Gate-Treiber umfasst, der zum Treiben eines Gates des Leistungstransistors ausgelegt ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Kontakt-Clip zum Bereitstellen eines Abtastsignals vom ersten Leistungshalbleiterchip zum logischen Halbleiterchip ausgelegt ist, wobei das Abtastsignal auf einem physikalischen Parameter des ersten Leistungshalbleiterchips basiert.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der physikalische Parameter zumindest eines von einem elektrischen Potential des ersten Leistungshalbleiterchips, einem elektrischen Strom des ersten Leistungshalbleiterchips, einer Temperatur des ersten Leistungshalbleiterchips umfasst.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei der logische Halbleiterchip zum Erzeugen eines Steuersignals basierend auf dem Abtastsignal ausgelegt ist, wobei das Steuersignal zum Steuern des ersten Leistungshalbleiterchips ausgelegt ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, ferner umfassend: einen zweiten Leistungshalbleiterchip, wobei der erste Leistungshalbleiterchip und der zweite Leistungshalbleiterchip durch den Kontakt-Clip elektrisch gekoppelt sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der erste Leistungshalbleiterchip und der zweite Leistungshalbleiterchip einen Low-Side Schalter einer Halbbrückenschaltung und einen High-Side Schalter der Halbbrückenschaltung umfassen.
  17. Vorrichtung, umfassend: einen logischen Halbleiterchip, der eine Kontaktelektrode umfasst, wobei die Kontaktelektrode eine Kontaktschicht umfasst, wobei die Kontaktschicht zumindest eines von Kupfer und Nickel umfasst.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei sich die Kontaktelektrode an einer Peripherie des logischen Halbleiterchips befindet und zum Bereitstellen einer elektrischen Kopplung an eine interne elektronische Struktur des logischen Halbleiterchips von außerhalb des logischen Halbleiterchips ausgelegt ist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, ferner umfassend: eine Lötstoppschicht, die über der Kontaktelektrode angeordnet ist, wobei die Kontaktelektrode zumindest teilweise von der Lötstoppschicht unbedeckt ist.
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der logische Halbleiterchip ein lateraler Halbleiterchip ist.
  21. Vorrichtung, umfassend: einen logischen Halbleiterchip; einen Leistungshalbleiterchip; und einen Kontakt-Clip, der den logischen Halbleiterchip und den Leistungshalbleiterchip elektrisch koppelt.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Kontakt-Clip zum Bereitstellen eines Abtastsignals vom Leistungshalbleiterchip zum logischen Halbleiterchip ausgelegt ist, wobei das Abtastsignal auf einem physikalischen Parameter des Leistungshalbleiterchips basiert.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei der logische Halbleiterchip zum Erzeugen eines Steuersignals basierend auf dem Abtastsignal ausgelegt ist, wobei das Steuersignal zum Steuern des Leistungshalbleiterchips ausgelegt ist.
DE102015106148.1A 2015-04-22 2015-04-22 Vorrichtung mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode für Clip-Bonding Withdrawn DE102015106148A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015106148.1A DE102015106148A1 (de) 2015-04-22 2015-04-22 Vorrichtung mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode für Clip-Bonding
CN201610250460.9A CN106067458A (zh) 2015-04-22 2016-04-21 包括具有用于线夹结合的接触电极的逻辑半导体芯片的装置
US15/135,155 US20160315033A1 (en) 2015-04-22 2016-04-21 Device Including a Logic Semiconductor Chip Having a Contact Electrode for Clip Bonding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015106148.1A DE102015106148A1 (de) 2015-04-22 2015-04-22 Vorrichtung mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode für Clip-Bonding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015106148A1 true DE102015106148A1 (de) 2016-10-27

Family

ID=57110831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015106148.1A Withdrawn DE102015106148A1 (de) 2015-04-22 2015-04-22 Vorrichtung mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode für Clip-Bonding

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20160315033A1 (de)
CN (1) CN106067458A (de)
DE (1) DE102015106148A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9537338B2 (en) 2014-09-16 2017-01-03 Navitas Semiconductor Inc. Level shift and inverter circuits for GaN devices
US10366946B2 (en) 2017-10-30 2019-07-30 Infineon Technologies Ag Connection member with bulk body and electrically and thermally conductive coating
EP3815194B1 (de) * 2018-06-29 2023-04-26 Lisa Dräxlmaier GmbH Hochstromkontakt zum kontaktieren einer hochstrombuchse
CN117038612A (zh) * 2023-10-09 2023-11-10 烟台台芯电子科技有限公司 一种功率器件的封装结构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090001554A1 (en) * 2007-06-26 2009-01-01 Infineon Technologies Ag Semiconductor device
US20090160265A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Honda Motor Co., Ltd. Method of driving dc/dc converter, and dc/dc converter
US20110298115A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Phillip Celaya Semiconductor component and method of manufacture
US20150035129A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Xiaotian Zhang Stacked multi - chip packaging structure and manufacturing method thereof
US20150091164A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-02 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000049184A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
US7271470B1 (en) * 2006-05-31 2007-09-18 Infineon Technologies Ag Electronic component having at least two semiconductor power devices
US7880280B2 (en) * 2007-02-16 2011-02-01 Infineon Technologies Ag Electronic component and method for manufacturing an electronic component
US7800208B2 (en) * 2007-10-26 2010-09-21 Infineon Technologies Ag Device with a plurality of semiconductor chips
US8853835B2 (en) * 2012-10-05 2014-10-07 Infineon Technologies Ag Chip arrangements, a chip package and a method for manufacturing a chip arrangement
US8860194B2 (en) * 2012-11-01 2014-10-14 International Rectifier Corporation Buck converter power package
US9515060B2 (en) * 2013-03-20 2016-12-06 Infineon Technologies Austria Ag Multi-chip semiconductor power device
US9443787B2 (en) * 2013-08-09 2016-09-13 Infineon Technologies Austria Ag Electronic component and method
US9806029B2 (en) * 2013-10-02 2017-10-31 Infineon Technologies Austria Ag Transistor arrangement with semiconductor chips between two substrates
US9362240B2 (en) * 2013-12-06 2016-06-07 Infineon Technologies Austria Ag Electronic device
DE102014111908A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Infineon Technologies Austria Ag Hybrid-Leadframe und Verfahren zum Herstellen desselben

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090001554A1 (en) * 2007-06-26 2009-01-01 Infineon Technologies Ag Semiconductor device
US20090160265A1 (en) * 2007-12-21 2009-06-25 Honda Motor Co., Ltd. Method of driving dc/dc converter, and dc/dc converter
US20110298115A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Phillip Celaya Semiconductor component and method of manufacture
US20150035129A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Xiaotian Zhang Stacked multi - chip packaging structure and manufacturing method thereof
US20150091164A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-02 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
US20160315033A1 (en) 2016-10-27
CN106067458A (zh) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009042320B4 (de) Halbleiter-Anordnung mit einem Leistungshalbleiterchip, Halbbrückenschaltung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Anordnung
DE102006012781B4 (de) Multichip-Modul mit verbessertem Systemträger und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102013103085B4 (de) Mehrfachchip-Leistungshalbleiterbauteil
DE102014103773B4 (de) Mehrchip-Halbleiter-Leistungsbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102012106566B4 (de) Halbleiterchip, Vorrichtung mit einem Leistungshalbleiterchip, Halbbrückenschaltung und Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung
DE102012110494A1 (de) Vorrichtung umfassend zwei Leistungshalbleiterchips und Herstellungsverfahren dafür
DE102015104990B4 (de) Verbindungshalbleitervorrichtung mit einem Abtastlead
DE102014113787B4 (de) Elektronische Vorrichtung und Leistungsvorrichtung mit einer Transistoranordnung mit Halbleiterchips zwischen zwei Substraten und Verfahren zu deren Herstellung
DE102009009874B4 (de) Elektronikbauelement mit einem Halbleiterchip und mehreren Zuleitungen
DE102012112769A1 (de) Modul mit einer diskreten Vorrichtung, die auf einem DCB-Substrat montiert ist
DE102007016061B4 (de) Modul mit Halbleiterchip und Verfahren
DE102014101261B4 (de) Leistungstransistoranordnung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102015108700A1 (de) Halbleiter-Leistungs-Package und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102013015942A1 (de) Halbleiterbauelement mit einem Clipkontakt
DE102015105821A1 (de) Vorrichtung mit mehreren Halbleiterchips und mehreren Trägern
DE102015121524A1 (de) Integrierte Leistungsanordnung mit verringertem Formfaktor und verbesserter thermischer Dissipation
DE102015100862B4 (de) Elektronisches Durchsteck-Bauelement und Verfahren zum Fertigen eines elektronischen Durchsteck-Bauelements
DE102014109771A1 (de) Mehrchipvorrichtung
DE102015104996B4 (de) Halbleitervorrichtungen mit Steuer- und Lastleitungen von entgegengesetzter Richtung
DE102014117953A1 (de) Halbleiterbauelement mit mehreren Halbleiterchips und einem Laminat
DE102014110845A1 (de) Mehrchipbauelement mit einem Substrat
DE102014105462A1 (de) Halbleiterleistungsbauelement mit einer wärmesenke
DE102016104812A1 (de) Halbleiterpackage mit einer integrierten Ausgangsdrossel unter Verwendung leitfähiger Bügel
DE102016104813A1 (de) Halbleiterpackage mit integrierter Ausgangsinduktivität auf einer gedruckten Leiterplatte
DE102015106148A1 (de) Vorrichtung mit einem logischen Halbleiterchip mit einer Kontaktelektrode für Clip-Bonding

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee