DE102018217143A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents
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Abstract
Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Resist (4), der so vorgesehen ist, dass er eine Öffnung auf einer Metallstruktur (1) aufweist, wobei der Resist (4) einen in die Öffnung vorstehenden Vorsprungsteil aufweist, und die Halbleitervorrichtung umfasst ferner ein Halbleiterelement (5), das eine kleinere Außenabmessung als eine Außenabmessung der Öffnung ohne den Vorsprung aufweist, und ein Lot (3), das innerhalb der Öffnung vorgesehen ist, um die Metallstruktur (1) und das Halbleiterelement (5) zu verbinden, wobei der Vorsprungsteil des Resists (4) eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die in einer Draufsicht mit dem Halbleiterelement (5) überlappen und eine Dickenrichtung des Halbleiterelements (5) regulieren.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung mit einem Aufbau, in welchem eine Metallstruktur und ein Halbleiterelement durch ein Lot miteinander verbunden sind.
- Beschreibung des Standes der Technik
- Herkömmlicherweise ist eine Halbleitervorrichtung mit einem Aufbau bekannt, in welchem eine Metallstruktur und ein Halbleiterelement durch ein Lot verbunden sind. In der Halbleitervorrichtung kann, wenn das direkt unter dem Halbleiterelement vorgesehene Lot schmilzt, eine Dicke des Lots nicht einheitlich gehalten werden, und es besteht ein Problem, dass das Halbleiterelement nach einem Bonden gekippt sein kann.
- Als eine Gegenmaßnahme gegen solch ein Problem wurde ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem vorab eine Drahtbondverbindung an einer Stelle vorgesehen wird, wo ein Halbleiterelement angeordnet wird, um eine einem Durchmesser der Drahtbondverbindung entsprechende Dicke sicherzustellen. Ferner wurde eine Halbleitervorrichtung offenbart, die einen Resist enthält, der so vorgesehen ist, dass er das Lot umgibt (siehe zum Beispiel offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2006-49777 - In dem Verfahren zum Sicherstellen der dem Durchmesser der Drahtbondverbindung entsprechenden Dicke ist es jedoch notwendig, einen Prozess zum Vorsehen der Drahtbondverbindung hinzuzufügen, was Probleme wie etwa eine lange Produktionszeit und hohe Produktionskosten hervorruft. Außerdem kann in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-49777 - ZUSAMMENFASSUNG
- Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um solche Probleme zu lösen, und deren Aufgabe besteht darin, eine Halbleitervorrichtung vorzusehen, die eine Neigung eines Halbleiterelements unterdrücken kann.
- Um das obige Problem zu lösen, enthält eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Resist, der so vorgesehen ist, dass er eine Öffnung auf einer Metallstruktur aufweist, wobei der Resist ein Vorsprungsteil aufweist, der in die Öffnung vorsteht, und die Halbleitervorrichtung umfasst ferner ein Halbleiterelement, das eine kleinere Außenabmessung als eine Außenabmessung der Öffnung ohne den Vorsprung aufweist, und ein Lot, das in der Öffnung vorgesehen ist, um die Metallstruktur und das Halbleiterelement zu verbinden, wobei der Vorsprungsteil des Resists eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die in einer Draufsicht mit dem Halbleiterelement überlappen und eine Dickenrichtung des Halbleiterelements bestimmen bzw. regulieren.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halbleitervorrichtung vorzusehen, die eine Neigung eines Halbleiterelements unterdrücken kann. Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Resist, der so vorgesehen ist, dass er eine Öffnung auf einer Metallstruktur aufweist, wobei der Resist einen in die Öffnung vorstehenden Vorsprungsteil aufweist, und die Halbleitervorrichtung umfasst ferner ein Halbleiterelement mit einer kleineren Außenabmessung als eine Außenabmessung der Öffnung ohne den Vorsprung und ein Lot, das in der Öffnung vorgesehen ist, um die Metallstruktur und das Halbleiterelement zu verbinden, wobei der Vorsprungsteil des Resists eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die mit dem Halbleiterelement in einer Draufsicht überlappen und eine Dickenrichtung des Halbleiterelements regulieren.
- Diese und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
- Figurenliste
-
-
1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
3 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
4 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
5 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und -
6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTGEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden im Folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
- <Erste bevorzugte Ausführungsform>
-
1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.2 ist eine Schnittansicht vonA1 -A2 in1 . - Wie in
1 und2 dargestellt ist, ist eine Metallstruktur1 auf einer isolierenden Schicht2 vorgesehen. Ein Resist4 mit einer viereckigen Öffnung ist auf der Metallstruktur1 vorgesehen. Die Dicke des Resists4 beträgt zum Beispiel 50 µm oder weniger. Ein Halbleiterelement5 weist vier Steuerelektrodenpads6 auf einer Oberfläche auf, die mit einem Lot3 verbunden werden sollen. Eine Außenabmessung des Halbleiterelements5 ist kleiner als eine Außenabmessung einer Öffnung des Resists4 ohne einen Vorsprung. - Das Lot
3 ist in der Öffnung des Resists4 vorgesehen und verbindet die Metallstruktur1 und das Halbleiterelement5 . Mit anderen Worten ist der Resist4 um das Lot3 herum vorgesehen, das direkt unter dem Halbleiterelement5 vorgesehen ist, um so ein Ausbreiten einer Benetzung des Lots3 zu unterdrücken. - Der Resist
4 weist eine Vielzahl von in die Öffnung vorstehenden Vorsprüngen auf. Konkreter weist der Resist4 auf jeder Seite der Öffnung einen Vorsprung auf. Jeder Vorsprung überlappt in einer Draufsicht mit dem Halbleiterelement5 und reguliert eine Dickenrichtung des Halbleiterelements5 . - In den Beispielen der
1 und2 ist ein Fall dargestellt, in dem der Resist4 auf jeder Seite der Öffnung einen Vorsprung aufweist; aber die erste bevorzugte Ausführungsform ist nicht auf solch einen Fall beschränkt. Der Resist4 kann auf jeder Seite der Öffnung zumindest einen Vorsprung aufweisen. - Jeder Vorsprung des Resists
4 und das Halbleiterelement5 können in einem direkten Kontakt miteinander stehen oder können über das Lot3 in Kontakt stehen. Die Anzahl der Steuerelektrodenpads6 ist nicht auf vier beschränkt, und zumindest ein Steuerelektrodenpad6 kann vorgesehen sein. - Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform überlappt, wie oben beschrieben wurde, der Vorsprung des Resists
4 in einer Draufsicht mit dem Halbleiterelement5 und reguliert die Dickenrichtung des Halbleiterelements5 , und daher kann eine Distanz, um die das Halbleiterelement5 in das Lot3 einsinkt, begrenzt werden. Das heißt, die Distanz in Dickenrichtung zwischen der Metallstruktur1 und dem Halbleiterelement5 kann über die Dicke des Resists4 gewährleistet werden, und daher kann die Neigung des Halbleiterelements5 unterdrückt werden. Außerdem ist die Dicke des Lots3 direkt unter dem Halbleiterelement5 einheitlich, und daher kann eine Verschlechterung lokaler Wärmeableitungseigenschaften, wenn im Halbleiterelement5 erzeugte Wärme abgeleitet wird, unterdrückt werden, und die lokale Rissfortpflanzung im Lot3 aufgrund einer Langzeitnutzung und dergleichen kann ebenfalls unterdrückt werden. - Man beachte, dass Halbleiterelemente mit kleinen Außenabmessungen wie etwa Halbleiterelemente, die SiC nutzen, eine große Neigung aufweisen können, und daher ist die obige Konfiguration in Halbleitervorrichtungen, die solche Halbleiterelemente enthalten, effektiver.
- <Zweite bevorzugte Ausführungsform>
-
3 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - Wie in
3 dargestellt ist, weist in der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Resist4 an jeder der vier Ecken der Öffnung Vorsprünge auf. Die sonstigen Konfigurationen sind die gleichen wie jene in der ersten bevorzugten Ausführungsform, und somit wird deren Beschreibung hierin weggelassen. - In dem Beispiel von
3 ist ein Fall dargestellt, in dem der Resist4 an jeder der vier Ecken der Öffnung Vorsprünge aufweist; aber die zweite bevorzugte Ausführungsform ist nicht auf solch einen Fall beschränkt. Der Resist4 kann Vorsprünge an jeder von zumindest zwei Ecken der Öffnung aufweisen. - Aus dem Obigen können gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform die gleichen Effekte wie jene der ersten bevorzugten Ausführungsform erhalten werden. Außerdem weist der Resist
4 an jeder von mindestens zwei Ecken der Öffnung Vorsprünge auf, und somit hat der Resist4 einen Aufbau, in welchem in dem Halbleiterelement5 erzeugte Wärme leicht abgeleitet wird. Das heißt, die Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform hat einen Aufbau mit einer verglichen mit der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform besseren Wärmeableitungsleistung. - In der obigen Beschreibung wurde der Aufbau der Halbleitervorrichtung, worin der Resist
4 an jeder von zumindest zwei Ecken der Öffnung Vorsprünge aufweist, beschrieben; aber die zweite bevorzugte Ausführungsform ist nicht auf solch ein Beispiel beschränkt. Der Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform kann zum Beispiel ein Aufbau sein, der den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in1 und2 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsform und den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in3 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform beliebig kombiniert. - <Dritte bevorzugte Ausführungsform>
-
4 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - Wie in
4 dargestellt ist, hat in der Halbleitervorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der Vorsprung des Resists4 eine durch Anfasen einer inneren Ecke der Öffnung gebildete Form. Die sonstigen Konfigurationen sind die gleichen wie jene der zweiten bevorzugten Ausführungsform, und somit wird deren Beschreibung hierin weggelassen. - Aus dem Obigen können gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform Effekte ähnlich jenen der ersten bevorzugten Ausführungsform erhalten werden. Da der Vorsprung des Resists
4 eine durch Anfasen der inneren Ecke der Öffnung gebildete Form aufweist, wird außerdem eine Überlappungsfläche des Vorsprungs und des Halbleiterelements5 in einer Draufsicht klein. Dementsprechend hat die Halbleitervorrichtung gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform einen Aufbau mit einer verglichen mit der Halbleitervorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform besseren Wärmeableitungsleistung. - <Vierte bevorzugte Ausführungsform>
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5 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - Wie in
5 gezeigt ist, weist in der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform der Resist4 einen in Draufsicht zumindest mit dem Steuerelektrodenpad6 überlappenden Vorsprung auf. Die sonstigen Konfigurationen sind die gleichen wie jene in der ersten bevorzugten Ausführungsform, und somit wird deren Beschreibung hierin weggelassen. - In dem Beispiel von
5 ist ein Fall dargestellt, in dem der Resist4 zwei mit dem Steuerelektrodenpad6 in Draufsicht überlappende Vorsprünge aufweist; aber die vierte bevorzugte Ausführungsform ist nicht auf solch einen Fall beschränkt. Zumindest ein mit dem Steuerelektrodenpad6 in Draufsicht überlappender Vorsprung kann vorgesehen sein. - Aus dem Obigen können gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform die gleichen Effekte wie jene der ersten bevorzugten Ausführungsform erhalten werden. Da der Resist
4 den Vorsprung aufweist, der mit dem Steuerelektrodenpad6 überlappt, welches während eines Betriebs des Halbleiterelements5 wenig Wärme erzeugt, hat der Resist4 einen Aufbau, in welchem die im Halbleiterelement5 erzeugte Wärme leicht abgeleitet wird. Das heißt, die Halbleitervorrichtung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform hat einen Aufbau mit einer verglichen mit der Halbleitervorrichtung gemäß den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungsformen besseren Wärmeableitung. - In der obigen Beschreibung wurde der Aufbau der Halbleitervorrichtung beschrieben, worin der Resist
4 zumindest den in einer Draufsicht mit dem Steuerelektrodenpad6 überlappenden Vorsprung aufweist; die vierte bevorzugte Ausführungsform ist aber nicht auf solch ein Beispiel beschränkt. Der Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform kann zum Beispiel ein Aufbau sein, der den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in1 und2 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsform, den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in3 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform und den Aufbau der in4 dargestellten dritten bevorzugten Ausführungsform beliebig kombiniert. - <Fünfte bevorzugte Ausführungsform>
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6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - Wie in
6 gezeigt ist, hat das Halbleiterelement5 einen Wärmeerzeugungsbereich7 und einen Nicht-Wärmeerzeugungsbereich8 , der den Wärmeerzeugungsbereich7 in einer Draufsicht umgibt. Der Resist4 weist Vorsprünge auf, die in einer Draufsicht mit dem Nicht-Wärmeerzeugungsbereich8 des Halbleiterelements5 überlappen. Die sonstigen Konfigurationen sind die gleichen wie jene in der ersten bevorzugten Ausführungsform, und somit wird deren Beschreibung hierin weggelassen. - In einer Richtung, in der der Vorsprung des Resists
4 vorsteht, ist eine DistanzT , über welche in einer Draufsicht der Vorsprung und der Nicht-Wärmeerzeugungsbereich8 miteinander überlappen, kürzer als eine DistanzL des Nicht-Wärmeerzeugungsbereichs8 . Falls insbesondere angenommen wird, dass die im Wärmeerzeugungsbereich7 erzeugte Wärme sich von dem Wärmeerzeugungsbereich7 unter einem Winkel von 45° ausbreitet, erfüllt die DistanzT , über die der Vorsprung und der Nicht-Wärmeerzeugungsbereich8 in einer Draufsicht miteinander überlappen, die Beziehung 0 < T ≤ L - d. Hier ist d die Dicke des Lots3 direkt unter dem Halbleiterelement5 . - Aus dem Obigen können gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform die gleichen Effekte wie jene der ersten bevorzugten Ausführungsform erhalten werden. Ferner wird, indem die Distanz, in der der Vorsprung und der Nicht-Wärmeerzeugungsbereich
8 miteinander in einer Draufsicht überlappen, in der Richtung beschränkt, in die der Vorsprung des Resists4 vorsteht, ein Aufbau erhalten, in dem die im Halbleiterelement5 erzeugte Wärme leicht abgeleitet wird. Das heißt, die Halbleitervorrichtung gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform hat einen Aufbau mit einer verglichen mit der Halbleitervorrichtung gemäß den ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsformen besseren Wärmeableitungsleistung. - Im Vorhergehenden wurde basierend auf der ersten bevorzugten Ausführungsform die Beschreibung geliefert; aber die fünfte bevorzugte Ausführungsform ist nicht auf solch eine Beschreibung beschränkt. Der Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der fünften bevorzugten Ausführungsform kann zum Beispiel ein Aufbau sein, der den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in
1 und2 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsform, den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in3 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform, den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in4 dargestellten dritten bevorzugten Ausführungsform und den Aufbau der Halbleitervorrichtung gemäß der in5 dargestellten vierten bevorzugten Ausführungsform beliebig kombiniert. - Es sollte besonders erwähnt werden, dass in der vorliegenden Erfindung innerhalb des Umfangs der Erfindung jede bevorzugte Ausführungsform frei kombiniert oder jede bevorzugte Ausführungsform wie jeweils anwendbar modifiziert oder weggelassen werden kann.
- Obgleich die Erfindung im Detail dargestellt und beschrieben worden ist, ist die vorhergehende Beschreibung in allen Aspekten veranschaulichend und nicht beschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Varianten entwickelt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006049777 [0003, 0004]
Claims (6)
- Halbleitervorrichtung, gekennzeichnet, indem sie umfasst: einen Resist (4), der so vorgesehen ist, dass er eine Öffnung auf einer Metallstruktur (1) aufweist, wobei der Resist (4) einen in die Öffnung vorstehenden Vorsprungsteil aufweist; wobei die Halbleitervorrichtung ferner gekennzeichnet ist, indem sie umfasst: ein Halbleiterelement (5), das eine kleinere Außenabmessung als eine Außenabmessung der Öffnung ohne den Vorsprung aufweist; und ein Lot (3), das innerhalb der Öffnung vorgesehen ist, um die Metallstruktur (1) und das Halbleiterelement (5) zu verbinden, wobei der Vorsprungsteil des Resists (4) eine Vielzahl von Vorsprüngen umfasst, die in einer Draufsicht mit dem Halbleiterelement (5) überlappen und eine Dickenrichtung des Halbleiterelements (5) regulieren.
- Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung eine viereckige Form aufweist, und der Resist (4) zumindest einen der Vorsprünge auf jeder Seite der Öffnung aufweist. - Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung eine viereckige Form aufweist, und der Resist (4) den Vorsprung an jeder von zumindest zwei Ecken der Öffnung aufweist. - Halbleitervorrichtung nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung eine durch Anfasen einer inneren Ecke der Öffnung gebildete Form aufweist. - Halbleitervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (5) zumindest ein Steuerelektrodenpad (6) auf einer Oberfläche aufweist, das mit dem Lot (3) verbunden werden soll, und der Resist (4) den in der Draufsicht zumindest mit dem Steuerelektrodenpad (6) überlappenden Vorsprung aufweist. - Halbleitervorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (5) einen Wärmeerzeugungsbereich (7) und einen Nicht-Wärmeerzeugungsbereich (8) aufweist, der den Wärmeerzeugungsbereich (7) umgibt, der Resist (4) den Vorsprung aufweist, der in der Draufsicht mit dem Nicht-Wärmeerzeugungsbereich (8) überlappt, und in einer Richtung, in der der Vorsprung vorsteht, eine Distanz, über die der Vorsprung und der Nicht- Wärmeerzeugungsbereich (8) in der Draufsicht miteinander überlappen, kürzer ist als eine Distanz des Nicht- Wärmeerzeugungsbereichs (8).
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