DE102018207308B4 - Halbleiterbauteil mit integriertem shunt-widerstand und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Halbleiterbauteil mit integriertem shunt-widerstand und verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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    • H01L29/0665—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape of the body the shape of the body defining a nanostructure

Abstract

Halbleiterbauteil, aufweisend:ein erstes Chippad (30);einen Leistungshalbleiterchip (20), der auf dem ersten Chippad (30) angeordnet ist und zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist; undeinen Clip (10) mit einem zentralen Teil, der einen Shunt-Widerstand ausbildet, und einem ersten Kontaktfinger (14), der seitlich aus dem zentralen Teil herausragt, wobei der zentrale Teil mit der ersten Leistungselektrode verbunden ist, wobei ein distales Ende des ersten Kontaktfingers (14) einen ersten externen Anschluss (50, 50.3) des Halbleiterbauteils bildet,wobei der Clip (10) einen zweiten Kontaktfinger (15) des Shunt-Widerstands (220) aufweist, undwobei ein distales Ende des zweiten Kontaktfingers (15) einen zweiten externen Anschluss (50, 50.4) des Halbleiterbauteils bildet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Halbleiterbauteil mit integriertem Shunt-Widerstand sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils mit integriertem Shunt-Widerstand.
  • HINTERGRUND
  • Halbleiterbauteile können Leistungshalbleiterchips enthalten, die dazu ausgebildet sind, hohe Ströme zu schalten. Für zahlreiche Anwendung kann es erforderlich sein, die Stärke eines einen solchen Leistungshalbleiterchip durchfließenden Stroms zu bestimmen. Eine solche Bestimmung des Stromflusses kann üblicherweise extern stattfinden, z.B. kann das Halbleiterbauteil auf einer Platine angebracht und elektrisch mit dieser verbunden sein und auf der Platine kann eine Messvorrichtung zur Messung des Stroms durch den Leistungshalbleiterchip vorhanden sein. Zwecks einer optimierten Integrationsdichte des Halbleiterbauteils kann es jedoch von Vorteil sein, den Strom intern, d.h. innerhalb des Halbleiterbauteils selbst zu bestimmen, z.B. mittels eines integrierten Shunt-Widerstands. Die US 2012 / 0 181 996 A1 und die DE 10 2013 101 857 A1 offenbaren jeweils ein Halbleiterbauteil, das einen mit einer Leistungselektrode eines Leistungshalbleiterchips verbundenen Clip umfasst, wobei ein integraler Teil des Clips einen Shunt-Widerstand bildet. Die US 2013 / 0 140 602 A1 und die DE 10 2016 106 113 A1 offenbaren jeweils ein Halbleiterbauteil, bei welchem Kontaktfinger und Bonddrähte als Alternativen eingesetzt werden.
  • Eine Aufgabe der Erfindung kann somit darin gesehen werden, ein Halbleiterbauteil mit einem verbesserten integrierten Shunt-Widerstand bereitzustellen. Ferner zielt die Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils mit einem verbesserten integrierten Shunt-Widerstand anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Offenbarung dar.
  • KURZFASSUNG
  • Ein Aspekt der Offenbarung betrifft ein Halbleiterbauteil, aufweisend ein erstes Chippad, einen Leistungshalbleiterchip, der auf dem ersten Chippad angeordnet ist und zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist und einen Clip, der mit der ersten Leistungselektrode verbunden ist, wobei ein integraler Teil des Clips einen Shunt-Widerstand bildet und wobei ein erster Kontaktfinger des Shunt-Widerstands integral mit dem Clip ausgebildet ist.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, das Verfahren aufweisend das Anbringen eines Leistungshalbleiterchips auf einem Chippad, wobei der Leistungshalbleiterchip zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist, und das Anbringen eines Clips an der ersten Leistungselektrode, wobei ein integraler Teil des Clips einen Shunt-Widerstand bildet und wobei ein erster Kontaktfinger des Shunt-Widerstands integral mit dem Clip ausgebildet ist.
  • Figurenliste
  • Ein Halbleiterbauteil sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils gemäß der Offenbarung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die in den Zeichnungen gezeigten Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu relativ zueinander wiedergegeben. Identische Bezugszeichen können identische Komponenten bezeichnen.
    • 1 zeigt eine skizzenhafte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil mit integriertem Shunt-Widerstand gemäß der Offenbarung.
    • 2 zeigt einen Schaltplan, welcher z.B. durch das Halbleiterbauteil von 1 realisiert werden kann.
    • 3A-3C zeigen skizzenhafte Draufsichten weiterer erfindungsgemäßer Halbleiterbauteile, bei welchen ein oder mehrere Kontaktfinger des integrierten Shunt-Widerstands unterschiedliche Anordnungen aufweisen.
    • 4A-4C zeigen skizzenhafte Draufsichten weiterer nicht erfindungsgemäßer Halbleiterbauteile, welche ferner eine integrierte Halbleiter-Spannungsmesseinheit aufweisen, welche mit den Kontaktfingern des integrierten Shunt-Widerstands elektrisch verbunden ist.
    • 5 zeigt eine skizzenhafte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil, bei welchem der integrierte Shunt-Widerstand integral mit äußeren Anschlüssen des Halbleiterbauteils ausgebildet ist.
    • 6 zeigt eine skizzenhafte Draufsicht auf ein weiteres nicht erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil, bei welchem der Clip, welcher den integrierten Shunt-Widerstand bildet, zur Bereitstellung einer Halbbrückenschaltung genutzt wird.
    • 7 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterbauteils mit integriertem Shunt-Widerstand.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die Zeichnungen und die in diesen gezeigten Beispiele Bezug genommen. Es können die Begriffe „anbringen“, „befestigen“ und „verbinden“ nebst Ableitungen davon verwendet werden. Diese Begriffe können dazu verwendet werden, anzuzeigen, dass zwei Elemente zusammenwirken oder miteinander interagieren, wobei es unerheblich ist, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt miteinander stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen; es können Zwischenelemente oder -lagen zwischen den „angebrachten“, „befestigten“ oder „verbundenen“ Elementen vorgesehen sein oder die Elemente können direkten Kontakt zueinander haben.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauteils 100 mit einem Clip 10, einem Leistungshalbleiterchip 20 und einem Chippad 30. Der Leistungshalbleiterchip 20 weist zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode auf, wobei der Clip 10 mit der ersten Leistungselektrode elektrisch verbunden ist. Das Halbleiterbauteil 100 kann ferner eine Verkapselung 40 und äußere Anschlüsse 50 aufweisen, die an der Verkapselung 40 freiliegen. Der Clip 10 kann vollständig von der Verkapselung 40 eingekapselt sein.
  • Das Halbleiterbauteil 100 kann für die kundenseitige Anbringung an einer Platine ausgelegt sein, z.B. als oberflächenmontiertes Bauteil („surface mounted device“) oder als Bauteil für die Durchsteckmontage („through hole device“). Das Halbleiterbauteil 100 kann ein Halbleitergehäuse („semiconductor package“) sein. Die Verkapselung 40 kann ein spritzgussgeformter Körper oder ein laminierter Körper sein. Die äußeren Anschlüsse 50 können, wie in den 1 und 3A bis 6, gezeigt nicht über einen Grundriss der Verkapselung herausragend ausgebildet sein („no leads package“) oder sie können über den Grundriss herausragen („leaded package“).
  • Gemäß einem Beispiel ist die erste Leistungselektrode auf einer oberen Hauptfläche des Leistungshalbleiterchips 20 angeordnet und die zweite Leistungselektrode ist auf einer gegenüberliegenden unteren Hauptfläche des Leistungshalbleiterchips 20 angeordnet, d.h. der Leistungshalbleiterchip 20 ist für einen vertikalen Stromfluss ausgelegt. Die zweite Leistungselektrode kann mit dem Chippad 30 elektrisch verbunden sein. Gemäß einem Beispiel kann die erste Leistungselektrode eine Source-Elektrode sein und die zweite Leistungselektrode kann eine Drain-Elektrode sein. Gemäß einem weiteren Beispiel können Source- und Drain-Elektrode vertauscht sein.
  • Der Leistungshalbleiterchip 20 kann eine Steuerelektrode 21, z.B. eine Gate-Elektrode aufweisen, die konfiguriert ist, einen Stromfluss zwischen den Leistungselektroden zu steuern. Die Steuerelektrode 21 kann auf der oberen Hauptfläche des Leistungshalbleiterchips 20 angeordnet sein. Die Steuerelektrode kann durch einen elektrischen Verbinder 60 mit einem äußeren Anschluss 50 des Halbleiterbauteils 100 verbunden sein. Der elektrische Verbinder 60 kann einen Bonddraht oder einen Clip aufweisen oder daraus bestehen.
  • Der Clip 10 kann dazu ausgebildet sein, die erste Leistungselektrode des Halbleiterchips 20 elektrisch mit einem weiteren Element des Halbleiterbauteils 100 zu verbinden, z.B. mit einem äußeren Anschluss 50 oder einem weiteren Chippad (in 1 nicht gezeigt) . Der Clip 10 kann ein beliebiges elektrisch leitfähiges Material, z.B. ein Metall oder eine Metalllegierung aufweisen oder daraus bestehen. Der Clip 10 kann z.B. Al, Cu oder Fe aufweisen oder daraus bestehen. Der Clip 10 kann einstückig, d.h. aus einem einzigen zusammenhängenden Stück ausgebildet sein.
  • Der Clip 10 weist einen integralen Teil 11 auf, welcher einen Shunt-Widerstand oder Messwiderstand bildet. Der Shunt-Widerstand ist dazu ausgelegt, dass ein Stromfluss durch den Clip 10 über den zum Stromfluss proportionalen Spannungsabfall am Shunt-Widerstand gemessen werden kann.
  • Der integrale Teil 11 kann zwischen einer ersten Kontaktfläche 12 und einer zweiten Kontaktfläche 13 des Clips 10 angeordnet sein, welche sich an gegenüberliegenden Enden des Clips 10 befinden können. An der ersten Kontaktfläche 12 ist der Clip 10 mit der ersten Leistungselektrode des Leistungshalbleiterchips 20 verbunden, z.B. auf diese aufgelötet. An der zweiten Kontaktfläche 13 kann der Clip 10 mit einem äußeren Anschluss 50 oder mit einem weiteren Chippad des Halbleiterbauteils 100 verbunden sein. Alternativ kann der Clip 10 auch selbst einen äußeren Anschluss 50 des Halbleiterbauteils 100 bilden, in diesem Fall liegt keine zweite Kontaktfläche 13 vor.
  • Der Clip 10 weist zumindest einen ersten Kontaktfinger 14 des Shunt-Widerstands auf, wobei der erste Kontaktfinger 14 integral (einstückig) mit dem Clip 10 ausgebildet ist. Der erste Kontaktfinger 14 kann z.B. seitlich aus Rest des Clips 10 herausragen. Ein distales Ende des ersten Kontaktfingers 14 kann mit einem äußeren Anschluss 50 des Halbleiterbauteils 100 verbunden sein oder einen äußeren Anschluss 50 bilden.
  • Gemäß einem Beispiel kann der Clip 10 ferner einen zweiten Kontaktfinger 15 des Shunt-Widerstands aufweisen, wobei der zweite Kontaktfinger 15 integral (einstückig) mit dem Clip 10 ausgebildet ist. Ein distales Ende des zweiten Kontaktfingers 15 kann mit einem äußeren Anschluss 50 des Halbleiterbauteils 100 verbunden sein oder einen äußeren Anschluss 50 bilden.
  • Gemäß einem Beispiel kann die Messung eines Stromflusses durch den Clip 10 derart erfolgen, dass der dem Stromfluss zugehörige Spannungsabfall am Shunt-Widerstand an den Kontaktfingern 14 und 15 abgegriffen und gemessen wird. Gemäß einem anderen Beispiel, etwa wenn der Clip nur den ersten Kontaktfinger 14, nicht aber den zweiten Kontaktfinger 15 aufweist, kann die Messung des Stromflusses auch derart erfolgen, dass der Spannungsabfall am Shunt-Widerstand an dem Kontaktfinger 14 und an demjenigen äußeren Anschluss 50 abgegriffen und gemessen wird, mit dem die zweite Kontaktfläche 13 des Clips 10 verbunden ist.
  • Der Clip 10 kann derart ausgestaltet sein, dass der integrale Teil 11 einen Shunt-Widerstand mit einem derartigen Widerstandswert aufweist, dass ein Stromfluss durch den Clip 10 mit der anwendungsspezifisch gewünschten Genauigkeit gemessen werden kann. Zum Beispiel kann die Länge und/oder die Dicke und/oder die Breite des Clips 10 derart gewählt sein, dass der durch den integralen Teil 11 gebildete Shunt-Widerstand den für die gewünschte Genauigkeit erforderlichen Widerstandswert aufweist. Gemäß einem Beispiel kann ein Spannungsabfall an dem Shunt-Widerstand ca. 1mV betragen.
  • 2 zeigt ein elektrisches Schaltbild 200, welches eine mögliche elektrische Schaltung des Halbleiterbauteils 100 darstellt. Das Schaltbild 200 umfasst einen Transistor 210 und einen Shunt-Widerstand 220, der mit einer Leistungselektrode des Transistors, z.B. einer Source-Elektrode, verbunden ist. Der Shunt-Widerstand 220 weist Messkontakte 221, 222 auf, um einen Spannungsabfall am Shunt-Widerstand 220 und damit einen Stromfluss durch den Transistor 210 bestimmen zu können. Im Halbleiterbauteil 100 kann der Transistor 210 durch den Leistungshalbleiterchip 20 realisiert sein, der Shunt-Widerstand 220 kann durch den integralen Teil 11 des Clips 10 realisiert sein und die Messkontakte 221, 222 können durch die Kontaktfinger 14, 15 realisiert sein. Alternativ, in dem Fall, dass nur der erste Messkontakt 221 (d.h. der erste Kontaktfinger 14), nicht aber der zweite Messkontakt 222 (d.h. der zweite Kontaktfinger 15) vorhanden ist, kann ein z.B. dem äußeren Anschluss 50 entsprechender Leistungskontakt 230, z.B. ein Source-Kontakt, des Transistors 210 zugleich als zweiter Messkontakt des Shunt-Widerstands 220 fungieren.
  • In den folgenden 3A bis 6 werden weitere Beispiele von Halbleiterbauteilen gezeigt, die abgesehen von den gezeigten oder beschriebenen Unterschieden mit dem Halbleiterbauteil 100 identisch sein können. Insbesondere haben alle Halbleiterbauteile gemäß der Offenbarung gemein, dass ein integraler Teil des Clips 10 einen Shunt-Widerstand bildet, der Shunt-Widerstand zumindest einen Kontaktfinger aufweist und der zumindest eine Kontaktfinger integral mit dem Clip 10 ausgebildet ist. Gleiche Bezugszeichen können identische Komponenten bezeichnen.
  • Die 3A bis 3C zeigen verschiedene Möglichkeiten, Kontaktfinger des Shunt-Widerstands mit äußeren Anschlüssen des Halbleiterbauteils zu verbinden.
  • 3A zeigt ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil 300, in welchem der Shunt-Widerstand nur einen einzelnen Kontaktfinger 14 aufweist. Ein distales Ende des Kontaktfingers 14 ist mit einem ersten äußeren Anschluss 50.1 des Halbleiterbauteils 300 verbunden. Ein distales Ende des Clips 10 ist mit einem zweiten äußeren Anschluss 50.2 verbunden, wobei der zweite Anschluss 50.2 einen gemeinsamen Leistungsanschluss des Leistungshalbleiterchips 20 und Messanschluss zur Messung eines Spannungsabfalls am Shunt-Widerstand bildet.
  • 3B zeigt ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil 310, in welchem der Shunt-Widerstand zwei Kontaktfinger 14, 15 aufweist. Die Kontaktfinger 14, 15 sind mit äußeren Anschlüssen 50 verbunden, welche auf gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterbauteils liegen.
  • 3C zeigt ebenfalls ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil 320, in welchem der Shunt-Widerstand zwei Kontaktfinger 14, 15 aufweist. Ein Ende des Clips 10 ist mit einem äußeren Anschluss 50.2 des Halbleiterbauteils 320 verbunden. Die Kontaktfinger 14, 15 sind mit äußeren Anschlüssen 50.3, 50. 4 verbunden, die auf einer Seite des Halbleiterbauteils 320 angeordnet sind, welche der Seite mit dem äußeren Anschluss 50.2 gegenüber liegt.
  • In den 1 und 3A bis 3C werden Halbleiterbauteile gezeigt, in welchen der Kontaktfinger 14 bzw. die Kontaktfinger 14, 15 mit äußeren Anschlüssen des Halbleiterbauteils verbunden sind. Das bedeutet, dass in den beispielhaften Halbleiterbauteilen der 1 und 3A bis 3C der Spannungsabfall am Shunt-Widerstand und damit der Stromfluss durch den Clip 10 extern gemessen wird. Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist es jedoch auch möglich, dass diese Messung intern stattfindet. Zu diesem Zweck kann eine Halbleiter-Spannungsmesseinheit in dem Halbleiterbauteil angeordnet und die Kontaktfinger 14, 15 mit der Halbleiter-Spannungsmesseinheit verbunden sein.
  • Die 4A bis 4C zeigen Beispiele von nicht erfindungsgemäßen Halbleiterbauteilen mit einer integrierten Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70. Gemäß einem Beispiel kann die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 mit äußeren Anschlüssen des Halbleiterbauteils verbunden sein (in 4 nicht gezeigt), z.B. um den gemessenen Spannungsabfall zu übermitteln. Die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 kann vollständig von der Verkapselung 40 eingekapselt sein.
  • Gemäß einem Beispiel kann die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 ein Logikhalbleiterbauelement umfassen. Die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 kann einen Bipolartransistor umfassen. Die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 kann durch CMOS-Technologie realisiert sein.
  • 4A zeigt ein Halbleiterbauteil 400, in welchem die in das Halbleiterbauteil 400 integrierte Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 monolithisch mit dem Leistungshableiterchip 20 ausgebildet ist (dies ist in 4A durch die gestrichelte Linie dargestellt).
  • Gemäß einem Beispiel kann der Leistungshalbleiterchip 20 ein p-Kanal-MOSFET sein. Gemäß einem anderen Beispiel kann der Leistungshalbleiterchip 20 ein n-Kanal-MOSFET sein.
  • 4B zeigt ein Halbleiterbauteil 410, in welchem die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 einen eigenen Halbleiterchip aufweist, welcher seitlich neben dem Halbleiterleistungschip 20 auf dem Chippad 30 angeordnet ist. Die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 kann z.B. mittels einer Lotverbindung oder mittels eines Klebers, etwa mittels eines nichtleitenden Klebers, an dem Chippad 30 befestigt sein.
  • 4C zeigt ein Halbleiterbauteil 420, in welchem die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 auf der oberen Hauptfläche des Halbleiterleistungschips 20 angeordnet ist („chip-on-chip“). Die Halbleiter-Spannungsmesseinheit 70 kann z.B. mittels einer Lotverbindung oder mittels eines Klebers, etwa mittels eines nichtleitenden Klebers, an der oberen Hauptfläche des Leistungshalbleiterchips 20 befestigt sein.
  • In den 1, 3A bis 3C und 4Abis 4C sind Halbleiterbauteile gezeigt, in welchen der Clip 10 und der elektrische Verbinder 60 nicht integral mit dem jeweiligen äußeren Anschluss 50 ausgebildet sind. Es ist jedoch auch möglich, dass der Clip 10, der Kontaktfinger 14 bzw. die Kontaktfinger 14, 15 und/oder der elektrische Verbinder 60 integral mit dem jeweiligen äußeren Anschluss 50 ausgebildet sind. Mit anderen Worten können der Clip 10, der jeweilige Kontaktfinger 14 bzw. 14, 15 und/oder der elektrische Verbinder 60 selbst den jeweiligen äußeren Anschluss 50 bilden.
  • 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil 500, in welchem der Clip 10 und der Kontaktfinger 14 integral mit dem jeweiligen äußeren Anschluss 50 ausgebildet sind. Ferner ist der elektrische Verbinder 60 als ein weiterer Clip ausgestaltet, der ebenfalls selbst einen äußeren Anschluss 50 bildet.
  • Gemäß einem Beispiel kann ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils umfassen, dass der Clip 10 und/oder der als weiterer Clip ausgebildete elektrische Verbinder 60 durch einen Bestückungsprozess („pick and place“) auf dem Leistungshalbleiterchip 20 aufgebracht werden.
  • Gemäß einem anderen Beispiel kann ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils umfassen, dass das Chippad 20 Teil eines ersten (unteren) Leadframes ist und der Clip 10 und/oder der als weiterer Clip ausgebildete elektrische Verbinder 60 Teil eines zweiten (oberen) Leadframes sind. Das obere Leadframe kann auf der oberen Hauptfläche des Leistungshalbleiterchips 20 angeordnet werden und der Clip 10 und/oder der elektrische Verbinder 60 können aus dem oberen Leadframe vereinzelt werden.
  • Eine solche Aufbauweise, die ein erstes (unteres) Leadframe und ein weiteres oberes Leadframe (umfassend den Clip 10 mit integralem Kontaktfinger 14 bzw. integralen Kontaktfingern 14, 15 und z.B. den elektrischen Verbinder 60) verwendet, kann bei allen hier beschriebenen Halbleiterbauteilen eingesetzt werden, d.h. insbesondere auch bei den Halbleiterbauteilen, bei welchen die äußeren Anschlüsse 50 teilweise oder vollständig durch das untere Leadframe realisiert werden (siehe 1 und 3A bis 4C).
  • In den Halbleiterbauteilen der 1 und 3A bis 5 ist der Clip 10 zur elektrischen Verbindung der ersten Leistungselektrode des Leistungshalbleiterchips 20 mit einem äußeren Anschluss 50 ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass der Clip 10 eine interne elektrische Verbindung im Halbleiterbauteil bereitstellt.
  • 6 zeigt ein nicht erfindungsgemäßes Halbleiterbauteil 600 mit einem ersten Leistungshalbleiterchip 20 und einem zweiten Leistungshalbleiterchip 610, wobei der erste Leistungshalbleiterchip 20 auf einem ersten Chippad 30 und der zweite Leistungshalbleiterchip 610 auf einem zweiten Chippad 620 angeordnet und damit elektrisch verbunden sind. Der Clip 10 verbindet die erste Leistungselektrode des ersten Leistungshalbleiterchips 20 (intern) mit dem zweiten Chippad 620 in einer Halbbrückenschaltung.
  • Gemäß einem Beispiel kann einer der Leistungshalbleiterchips 20, 610 ein n-Kanal-MOSFET sein und der andere der Leistungshalbleiterchips 20, 610 ein p-Kanal-MOSFET sein. Das erste Chippad 30 und das zweite Chippad 620 können als ein „aufgetrenntes“ Leadframe (engl. „splitted leadframe“) bezeichnet werden.
  • Gemäß einem Beispiel sind die Kontaktfinger 14, 15 mit einer (in 6 nicht gezeigten) internen Halbleiter-Spannungsmesseinheit verbunden. Gemäß einem anderen Beispiel sind die Kontaktfinger 14, 15 mit (in 6 nicht gezeigten) äußeren Anschlüssen des Halbleiterbauteils 600 verbunden.
  • Das Halbleiterbauteil 600 kann ebenfalls unter Verwendung eines ersten (unteres) Leadframes und eines weiteren oberen Leadframes (umfassend den Clip 10 mit integralem Kontaktfinger 14 bzw. integralen Kontaktfingern 14, 15 und z.B. ein oder mehrere elektrische Verbinder (in 6 nicht gezeigt) zur Kontaktierung der Steuerelektrode(n) des ersten Leistungshalbleiterchips 20 und gegebenenfalls des zweiten Leistungshalbleiterchip 610) aufgebaut werden.
  • Bei sämtlichen Halbleiterbauteilen kann der integrale Teil 11 des Clips 10, welcher den Shunt-Widerstand bildet, eine besondere Formgebung aufweisen. Beispielsweise kann der integrale Teil 11 in seitlicher Dimension schmäler und/oder mit geringerer Dicke als die erste und/oder zweite Kontaktfläche 12, 13 des Clips 10 ausgeführt sein, um die Querschnittsfläche des Clips 10 im integralen Teil 11 zu verringern und dadurch den Spannungsabfall zwischen den Kontaktfingern 14, 15 zu erhöhen.
  • 7 zeigt ein Verfahren 700 zur Herstellung eines Halbleiterbauteils. Das Verfahren 700 umfasst bei 701 das Anbringen eines Leistungshalbleiterchips auf einem Chippad, wobei der Leistungshalbleiterchip zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist. Das Verfahren 700 umfasst bei 702 das Anbringen eines Clips an der ersten Leistungselektrode, wobei ein integraler Teil des Clips einen Shunt-Widerstand bildet und wobei ein erster Kontaktfinger des Shunt-Widerstands integral mit dem Clip ausgebildet ist.
  • Gemäß einem Beispiel kann das Chippad Teil eines unteren Leadframes sein und der Clip kann Teil eines oberen Leadframes sein. Ferner kann das Verfahren 700 das Anbringen eines zweiten Clips an einer Steuerelektrode des Leistungshalbleiterchips umfassen, wobei der zweite Clip Teil des oberen Leadframes ist.
  • BEISPIELE
  • Im Folgenden werden das Halbleiterbauteil und das Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils anhand von Beispielen näher erläutert.
  • Beispiel 1 ist ein Halbleiterbauteil, aufweisend ein erstes Chippad, einen Leistungshalbleiterchip, der auf dem ersten Chippad angeordnet ist und zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist und einen Clip, der mit der ersten Leistungselektrode verbunden ist, wobei ein integraler Teil des Clips einen Shunt-Widerstand bildet und wobei ein erster Kontaktfinger des Shunt-Widerstands integral mit dem Clip ausgebildet ist.
  • Beispiel 2 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 1, wobei ein zweiter Kontaktfinger des Shunt-Widerstands integral mit dem Clip ausgebildet ist.
  • Beispiel 3 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 1 oder 2, wobei ein distales Ende des ersten Kontaktfingers mit einem ersten externen Anschluss des Halbleiterbauteils verbunden ist oder diesen bildet.
  • Beispiel 4 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 2, wobei ein distales Ende des zweiten Kontaktfingers mit einem zweiten externen Anschluss des Halbleiterbauteils verbunden ist oder diesen bildet.
  • Beispiel 5 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 1, wobei ein distales Ende des ersten Kontaktfingers mit einer ersten Messelektrode einer Halbleiter-Spannungsmesseinheit verbunden ist, welche in dem Halbleiterbauteil angeordnet ist.
  • Beispiel 6 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 2, wobei ein distales Ende des zweiten Kontaktfingers mit einer zweiten Messelektrode einer Halbleiter-Spannungsmesseinheit verbunden ist, welche in dem Halbleiterbauteil angeordnet ist.
  • Beispiel 7 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 5 oder 6, wobei die Halbleiter-Spannungsmesseinheit monolithisch mit dem Leistungshalbleiterchip ausgebildet ist.
  • Beispiel 8 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 5 oder 6, wobei die Halbleiter-Spannungsmesseinheit einen Halbleiterchip umfasst, der auf einer Hauptfläche des Leistungshalbleiterchips angeordnet ist.
  • Beispiel 9 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 5 oder 6, wobei die Halbleiter-Spannungsmesseinheit einen Halbleiterchip umfasst, der seitlich neben dem Leistungshalbleiterchip angeordnet ist.
  • Beispiel 10 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 1, wobei ein distales Ende des Clips mit einem äußeren Anschluss des Halbleiterbauteils verbunden ist oder diesen bildet.
  • Beispiel 11 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 10, wobei der äußere Anschluss einen gemeinsamen Leistungsanschluss des Leistungshalbleiterchips und Messanschluss zur Messung eines Spannungsabfalls am Shunt-Widerstand bildet.
  • Beispiel 12 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 1, ferner aufweisend einen zweiten Leistungshalbleiterchip, der auf einem zweiten Chippad angeordnet ist, das von dem ersten Chippad getrennt ist.
  • Beispiel 13 ist ein Halbleiterbauteil nach Beispiel 12, wobei der Clip die erste Leistungselektrode des ersten Leistungshalbleiterchips mit dem zweiten Chippad elektrisch verbindet.
  • Beispiel 14 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, das Verfahren aufweisend das Anbringen eines Leistungshalbleiterchips auf einem Chippad, wobei der Leistungshalbleiterchip zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist und das Anbringen eines Clips an der ersten Leistungselektrode, wobei ein integraler Teil des Clips einen Shunt-Widerstand bildet und wobei ein erster Kontaktfinger des Shunt-Widerstands integral mit dem Clip ausgebildet ist.
  • Beispiel 15 ist ein Verfahren nach Beispiel 14, wobei ein zweiter Kontaktfinger des Shunt-Widerstands integral mit dem Clip ausgebildet ist.
  • Beispiel 16 ist ein Verfahren nach Beispiel 14 oder 15, ferner aufweisend das Vorsehen einer Halbleiter-Spannungsmesseinheit in dem Halbleiterbauteil und das Anbringen des ersten Kontaktfingers an einem Messanschluss der Halbleiter-Spannungsmesseinheit.
  • Beispiel 17 ist ein Verfahren nach den Beispiel 15 und 16, ferner aufweisend das Anbringen des zweiten Kontaktfingers an einem weiteren Messanschluss der Halbleiter-Spannungsmesseinheit.
  • Beispiel 18 ist ein Verfahren nach Beispiel 14 oder 15, ferner aufweisend das Anbringen des ersten Kontaktfingers an einem externen Anschluss des Halbleiterbauteils.
  • Beispiel 19 ist ein Verfahren nach einem der Beispiele 14 bis 18, wobei das Chippad Teil eines unteren Leadframes ist und der Clip Teil eines oberen Leadframes ist.
  • Beispiel 20 ist ein Verfahren nach Beispiel 19, ferner aufweisend das Anbringen eines zweiten Clips an einer Steuerelektrode des Leistungshalbleiterchips, wobei der zweite Clip Teil des oberen Leadframes ist.

Claims (8)

  1. Halbleiterbauteil, aufweisend: ein erstes Chippad (30); einen Leistungshalbleiterchip (20), der auf dem ersten Chippad (30) angeordnet ist und zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist; und einen Clip (10) mit einem zentralen Teil, der einen Shunt-Widerstand ausbildet, und einem ersten Kontaktfinger (14), der seitlich aus dem zentralen Teil herausragt, wobei der zentrale Teil mit der ersten Leistungselektrode verbunden ist, wobei ein distales Ende des ersten Kontaktfingers (14) einen ersten externen Anschluss (50, 50.3) des Halbleiterbauteils bildet, wobei der Clip (10) einen zweiten Kontaktfinger (15) des Shunt-Widerstands (220) aufweist, und wobei ein distales Ende des zweiten Kontaktfingers (15) einen zweiten externen Anschluss (50, 50.4) des Halbleiterbauteils bildet.
  2. Halbleiterbauteil, aufweisend: ein erstes Chippad (30); einen Leistungshalbleiterchip (20), der auf dem ersten Chippad (30) angeordnet ist und zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist; und einen Clip (10) mit einem zentralen Teil, der einen Shunt-Widerstand ausbildet, und einem ersten Kontaktfinger (14), der seitlich aus dem zentralen Teil herausragt, wobei der zentrale Teil mit der ersten Leistungselektrode verbunden ist, wobei ein distales Ende des ersten Kontaktfingers (14) einen ersten externen Anschluss (50, 50.1) des Halbleiterbauteils bildet, wobei ein distales Ende des Clips (10) einen zweiten äußeren Anschluss (50, 50.2) des Halbleiterbauteils bildet, und wobei der zweite äußere Anschluss (50, 50.2) einen gemeinsamen Leistungsanschluss des Leistungshalbleiterchips (20) und Messanschluss zur Messung eines Spannungsabfalls am Shunt-Widerstand (220) bildet.
  3. Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen zweiten Leistungshalbleiterchip (610), der auf einem zweiten Chippad (620) angeordnet ist, das von dem ersten Chippad (30) getrennt ist.
  4. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, wobei der Clip (10) die erste Leistungselektrode des ersten Leistungshalbleiterchips (20) mit dem zweiten Chippad (620) elektrisch verbindet.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, das Verfahren aufweisend: Anbringen eines Leistungshalbleiterchips (20) auf einem Chippad (30), wobei der Leistungshalbleiterchip (20) zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist; und Anbringen eines Clips (10) mit einem zentralen Teil, der einen Shunt-Widerstand ausbildet, und einem ersten Kontaktfinger (14), der seitlich aus dem zentralen Teil herausragt, derart an der ersten Leistungselektrode, dass der zentrale Teil mit der ersten Leistungselektrode verbunden ist, wobei ein distales Ende des ersten Kontaktfingers (14) einen ersten externen Anschluss (50, 50.3) des Halbleiterbauteils bildet, wobei der Clip (10) einen zweiten Kontaktfinger (15) des Shunt-Widerstands (220) aufweist, und wobei ein distales Ende des zweiten Kontaktfingers (15) einen zweiten externen Anschluss (50, 50.4) des Halbleiterbauteils bildet.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, das Verfahren aufweisend: Anbringen eines Leistungshalbleiterchips (20) auf einem Chippad (30), wobei der Leistungshalbleiterchip (20) zumindest eine erste und eine zweite Leistungselektrode aufweist; und Anbringen eines Clips (10) mit einem zentralen Teil, der einen Shunt-Widerstand ausbildet, und einem Kontaktfinger (14), der seitlich aus dem zentralen Teil herausragt, derart an der ersten Leistungselektrode, dass der zentrale Teil mit der ersten Leistungselektrode verbunden ist, wobei ein distales Ende des Kontaktfingers (14) einen ersten äußeren Anschluss (50, 50.1) des Halbleiterbauteils bildet, wobei ein distales Ende des Clips (10) einen zweiten äußeren Anschluss (50, 50.2) des Halbleiterbauteils bildet, und wobei der zweite äußere Anschluss (50, 50.2) einen gemeinsamen Leistungsanschluss des Leistungshalbleiterchips (20) und Messanschluss zur Messung eines Spannungsabfalls am Shunt-Widerstand (220) bildet.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Chippad (30) Teil eines unteren Leadframes ist und der Clip (10) Teil eines oberen Leadframes ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend: Anbringen eines zweiten Clips (60) an einer Steuerelektrode des Leistungshalbleiterchips (20), wobei der zweite Clip (60) Teil des oberen Leadframes ist.
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