DE102019133235A1 - Verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements unter verwendung verschiedener verbindungsverfahren für den halbleiterdie und den clip - Google Patents

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Ralf Otremba
Teck Sim Lee
Wei-Shan Wang
Chii Shang Hong
Lee Shuang Wang
Ke Yan Tean
Hui Kin Lit
Joanna Jo Ean Chye
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Infineon Technologies Austria AG
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Abstract

Halbleiterbauelement (10), das einen Träger (11), einen ersten externen Kontakt (12) und einen zweiten externen Kontakt (13), einen Halbleiterdie (14) mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche, ein erstes Kontaktpad (14.1), das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, ein zweites Kontaktpad (14.2), das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und ein drittes Kontaktpad (14) umfasst, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie (14) einen vertikalen Transistor umfasst und mit seiner ersten Hauptfläche auf dem Träger (11) angeordnet ist, ein Clip (15), der das zweite Kontaktpad (14.2) mit dem zweiten externen Kontakt (13) verbindet, und einen ersten Bonddraht (16), der mit dem ersten externen Kontakt (12) verbunden ist, wobei der erste Bonddraht (16) zwischen das dritte Kontaktpad (14.3) und den ersten externen Kontakt (12) geschaltet ist, und wobei der erste Bonddraht (16) zumindest teilweise unter der Klammer (15) angeordnet ist.

Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements und auf ein Halbleiterbauelement. Die vorliegende Offenbarung bezieht sich insbesondere auf ein Halbleiterbauelement, das einen Halbleiterdie mit Kontaktpads auf seinen beiden Hauptflächen, einen mit eines der Kontaktpads verbundenen Clip und einen Bonddraht umfasst, wobei der Bonddraht zumindest teilweise unter dem Clip angeordnet ist.
  • HINTERGRUND
  • Im Bereich der Herstellung von Halbleitertransistorbauelementen führen Verbesserungen der Halbleiterdie-Technologie zu einer Verringerung der Größe der Halbleiterdies. Dies ermöglicht weniger Platz auf der Chip-Oberseite zum Löten oder Sintern eines Clips an die Source-Elektrode. Der Clip muss oft in der Größe reduziert werden, um einen Gate-Bonddraht oder einen Strommess-Bonddraht aufzunehmen. Dies reduziert die verfügbare Fläche für die Kühlung des Gehäuses auf der Oberseite.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Trägers, Bereitstellen eines ersten und eines zweiten externen Kontakts, Bereitstellen eines Halbleiterdies, der eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche umfasst, ein erstes Kontaktpad, das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, und ein zweites Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und ein drittes Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie einen vertikalen Transistor umfasst, Verbinden des Halbleiterdies mit seiner ersten Hauptfläche mit dem Träger, Bereitstellen eines ersten Bonddrahts, Verbinden eines Endes des ersten Bonddrahts mit dem dritten Kontaktpad und des anderen Endes mit dem ersten externen Kontakt, Bereitstellen eines Clips, Verbinden eines ersten Endes des Clips mit dem zweiten Kontaktpad und eines zweiten Endes mit dem zweiten externen Kontakt, wobei das Verbinden des Halbleiterdies mit dem Träger und das Verbinden des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt durch verschiedene Verbindungsmethoden durchgeführt werden.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, umfassend das Bereitstellen eines Trägers, das Bereitstellen eines ersten und eines zweiten externen Kontakts, das Bereitstellen eines Halbleiterdies, der eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche umfasst, ein erstes Kontaktpad, das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, und ein zweites Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und ein drittes Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie einen vertikalen Transistor umfasst, der den Halbleiterdie mit seiner ersten Hauptfläche mit dem Träger verbindet, Bereitstellen eines ersten Bonddrahtes, Verbinden eines Endes des ersten Bonddrahtes mit dem dritten Kontaktpad und des anderen Endes mit dem ersten externen Kontakt, Bereitstellen eines Clips, Verbinden eines ersten Endes des Clips mit dem zweiten Kontaktpad und eines zweiten Endes mit dem zweiten externen Kontakt, wobei das Verbinden des ersten Bonddrahtes zwischen dem ersten externen Kontakt und dem dritten Kontaktpad zwischen den Schritten des Verbindens des Halbleiterdies mit dem Träger und des Verbindens des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt durchgeführt wird.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Halbleiterbauelement, das einen Träger, einen ersten externen Kontakt und einen zweiten externen Kontakt, einen Halbleiterdie mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche, ein erstes Kontaktpad, das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, ein zweites Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und ein drittes Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, umfasst, wobei der Halbleiterdie einen vertikalen Transistor umfasst und mit seiner ersten Hauptfläche auf dem Träger angeordnet ist, ein Clip, der das zweite Kontaktpad mit dem zweiten externen Kontakt verbindet, und einen ersten Bonddraht, der mit dem ersten externen Kontakt verbunden ist, wobei der erste Bonddraht zwischen dem dritten Kontaktpad und dem ersten externen Kontakt angeschlossen ist, und wobei der erste Bonddraht zumindest teilweise unter dem Clip angeordnet ist.
  • Figurenliste
  • Die beiliegenden Zeichnungen dienen dem weiteren Verständnis der Ausführungsformen und sind in diese Spezifikation integriert und bilden einen Teil davon. Die Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung von Prinzipien von Ausführungsformen. Andere Ausführungsformen und viele der beabsichtigten Vorteile von Ausführungsformen werden unmittelbar angenommen, wenn sie durch die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden.
  • Die Elemente der Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgerecht zueinander. Gleiche Referenzzahlen bezeichnen entsprechende gleiche oder ähnliche Teile.
    • 1 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.
    • 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens nach dem zweiten Aspekt zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.
    • 3 umfasst 3A und 3B und zeigt eine Draufsicht auf ein beispielhaftes Halbleiterbauelement gemäß dem dritten Aspekt (A) und eine Ansicht des Halbleiterbauelements von 3A von der linken Seite (B) , mit normalem Abstand zwischen Bonddraht und Clip.
    • 4 zeigt das Halbleiterbauelement von 3B, wobei eine Einkapselung auf das Halbleiterbauelement aufgebracht ist, so dass eine obere Hauptfläche des Clips nach außen hin freiliegt.
    • 5 zeigt eine Ansicht des Halbleiterbauelements von 3A von der rechten Seite, mit größerem Abstand zwischen Bonddraht und Clip.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Offenbarung ermöglicht es, den Bonddraht auf den Chip zu legen und einen großen Clip über den Chip zu setzen, insbesondere auf die Source- oder Emitterelektrode eines Halbleiter-MOSFET-Chips. Der große Clip kann entweder umspritzt oder freigelegt werden, um eine effiziente beidseitige Kühlung zu ermöglichen.
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die zugehörigen Zeichnungen verwiesen, die einen Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt werden, in denen die Offenbarung praktiziert werden kann. Dabei wird eine richtungsweisende Terminologie wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „führend“, „nachlaufend“ usw. in Bezug auf die Ausrichtung der zu beschreibenden Figur(en) verwendet. Da die Bestandteile von Ausführungsformen in verschiedenen Orientierungen positioniert werden können, wird die Richtungsbezeichnung zur Veranschaulichung verwendet und ist in keiner Weise einschränkend. Es ist zu verstehen, dass auch andere Ausführungsformen verwendet und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung überschritten wird. Die folgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht einschränkend zu verstehen, und der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.
  • Es ist zu verstehen, dass die Merkmale der verschiedenen hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
  • Wie in dieser Spezifikation verwendet, bedeuten die Begriffe „geklebt“, „befestigt“, „verbunden“, „gekoppelt“ und/oder „elektrisch verbunden/elektrisch gekoppelt“ nicht, dass die Elemente oder Schichten direkt miteinander kontaktiert werden müssen; zwischen den „geklebten“, „befestigten“, „verbundenen“, „gekoppelten“ und/oder „elektrisch verbundenen/elektrisch gekoppelten“ Elementen können Zwischenelemente oder -schichten vorgesehen werden. Gemäß der Offenbarung können die oben genannten Begriffe jedoch optional auch die spezifische Bedeutung haben, dass die Elemente oder Schichten direkt miteinander kontaktiert werden, d. h. dass keine Zwischenelemente oder -schichten zwischen den „geklebten“, „befestigten“, „verbundenen“, „gekoppelten“ und/oder „elektrisch verbundenen/elektrisch gekoppelten“ Elementen vorgesehen sind.
  • Weiterhin kann das Wort „über“, das in Bezug auf ein Teil, ein Element oder eine Materialschicht verwendet wird, die „über“ einer Oberfläche gebildet oder angeordnet ist, hier verwendet werden, um zu bedeuten, dass das Teil, das Element oder die Materialschicht „indirekt“ auf der angedeuteten Oberfläche angeordnet (z.B. platziert, gebildet, abgeschieden usw.) wird, wobei ein oder mehrere zusätzliche Teile, Elemente oder Schichten zwischen der angedeuteten Oberfläche und dem Teil, dem Element oder der Materialschicht angeordnet werden. Das Wort „über“, das in Bezug auf ein Teil, ein Element oder eine Materialschicht verwendet wird, das/die „über“ einer Oberfläche gebildet oder angeordnet ist, kann jedoch optional auch die spezifische Bedeutung haben, dass das Teil, das Element oder die Materialschicht „direkt auf“, z.B. in direktem Kontakt mit der implizierten Oberfläche, angeordnet (z.B. platziert, geformt, abgeschieden usw.) wird.
  • Im Folgenden werden Verbindungsverfahren beschrieben, die mit Lotmaterialien wie z.B. Diffusionslöten oder Lotpaste arbeiten. Solche Lotwerkstoffe können Sn oder eine beliebigen Sn-Legierung mit zwei oder mehreren weiteren Elementen wie z.B. Sn/Au, Sn/Ag oder Sn/Au/Ag aufweisen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.
  • Das Verfahren nach 1 umfasst das Bereitstellen eines Trägers (110), das Bereitstellen eines ersten und eines zweiten externen Kontakts (120), das Bereitstellen eines Halbleiterdies, der eine erste Hauptfläche und eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche, ein auf der ersten Hauptfläche angeordnetes erstes Kontaktpad und ein auf der zweiten Hauptfläche angeordnetes zweites Kontaktpad und ein auf der zweiten Hauptfläche angeordnetes drittes Kontaktpad umfasst, wobei der Halbleiterdie einen vertikalen Transistor umfasst, der den Halbleiterdie mit seiner ersten Hauptfläche mit dem Träger verbindet (140), Bereitstellen eines ersten Bonddrahts (150), Verbinden eines Endes des ersten Bonddrahts mit dem dritten Kontaktpad und des anderen Endes mit dem ersten externen Kontakt (160), Bereitstellen eines Clips (170), Verbinden eines ersten Endes des Clips mit dem zweiten Kontaktpad und eines zweiten Endes mit dem zweiten externen Kontakt (180), wobei das Verbinden des Halbleiterdies mit dem Träger und das Verbinden des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt durch unterschiedliche Verbindungsmethoden durchgeführt werden (190).
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 1 erfolgt die Verbindung des Halbleiterdies mit dem Träger entweder durch Diffusionslöten, insbesondere ohne Flussmittel, oder durch Sintern, insbesondere durch Silbersintern. Die Verbindung des Clips mit dem zweiten Kontaktpad erfolgt dann also durch ein anderes Verfahren und nicht durch Diffusionslöten oder Sintern. Dieses andere Verfahren kann z.B. die Verwendung einer Lotpaste oder die Verwendung eines Silberleitklebers sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach 1 erfolgt die Verbindung des Clips mit dem zweiten Kontaktpad entweder durch Verwendung einer Lötpaste oder durch Verwendung eines Silberleitklebers. Die Verbindung des Halbleiterdies mit dem Träger erfolgt also auf eine andere Weise und nicht mit einer Lotpaste oder mit einem Silberleitkleber. Dieses andere Verfahren kann z.B. das Diffusionslöten, insbesondere ohne Flussmittel, oder das Sintern, insbesondere das Silbersintern, sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach 1 wird der erste Bonddraht zwischen dem ersten Außenkontakt und dem dritten Kontaktpad zwischen den Schritten der Verbindung des Halbleiterdies mit dem Träger und der Verbindung des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt angeschlossen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens nach 1 wird der erste Bonddraht mit dem ersten externen Kontakt und der Clip mit dem zweiten Kontaktpad so verbunden, dass der erste Bonddraht zumindest teilweise unter dem Clip angeordnet ist. Beispiele hierfür werden im Zusammenhang mit den 3 bis 5 und der zugehörigen Beschreibung der dort vorgestellten Halbleiterbauelemente gezeigt.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens nach dem zweiten Aspekt zur Herstellung eines Halbleiterbauelements.
  • Das Verfahren nach 2 umfasst das Bereitstellen eines Trägers (210), das Bereitstellen eines ersten und eines zweiten externen Kontakts (220), das Bereitstellen eines Halbleiterdies, der eine erste Hauptfläche und eine zweite Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche umfasst, ein erstes Kontaktpad, das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, und ein zweites Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und ein drittes Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie einen vertikalen Transistor umfasst (230), Verbinden des Halbleiterdie mit seiner ersten Hauptfläche mit dem Träger (240), Bereitstellen eines ersten Bonddrahts (250), Verbinden eines Endes des ersten Bonddrahts mit dem dritten Kontaktpad und des anderen Endes mit dem ersten externen Kontakt (260), Bereitstellen eines Clips (270), Verbinden eines ersten Endes des Clips mit dem zweiten Kontaktpad und eines zweiten Endes mit dem zweiten externen Kontakt (280), wobei das Verbinden des ersten Bonddrahts zwischen dem ersten externen Kontakt und dem dritten Kontaktpad zwischen den Schritten des Verbindens des Halbleiterdies mit dem Träger und des Verbindens des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt durchgeführt wird (290).
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 1 werden das Verbinden des Halbleiterdies mit dem Träger und das Verbinden des Clips mit dem zweiten Kontaktpad durch verschiedene Verbindungsverfahren durchgeführt.
  • Die Verbindung des Halbleiterdies mit dem Träger erfolgt nach einer Ausführungsform des Verfahrens nach 1 durch Diffusionslöten, insbesondere ohne Flussmittel, oder Sintern, insbesondere Silbersintern. Die Verbindung des Clips mit dem zweiten Kontaktpad kann dann nicht durch eines der Verfahren Diffusionslöten oder Sintern erfolgen, sondern z.B. durch Verwendung einer Lotpaste oder durch Verwendung eines Silberleitklebers.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 1 erfolgt die Verbindung des Clips mit dem zweiten Kontaktpad entweder durch die Verwendung einer Lötpaste oder durch die Verwendung eines Silberleitklebers. Es kann dann sein, dass die Verbindung des Halbleiterdies mit dem Träger nicht mit einer Lotpaste oder mit einem Silberleitkleber erfolgt, sondern z.B. durch Diffusionslöten, insbesondere ohne Flussmittel, oder Sintern, insbesondere Silbersintern.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens von 1 wird der erste Bonddraht mit dem ersten externen Kontakt und der Clip mit dem zweiten Kontaktpad so verbunden, dass der erste Bonddraht zumindest teilweise unter dem Clip angeordnet ist. Beispiele hierfür werden im Zusammenhang mit den 3 bis 5 und der zugehörigen Beschreibung der dort vorgestellten Halbleiterbauelemente gezeigt.
  • 3 umfasst die 3A und 3B und zeigt ein noch unverpacktes Halbleiterbauelement 10, bei dem ein Bonddraht teilweise unter einem Clip mit normalem Abstand zwischen diesen angeordnet ist.
  • Genauer gesagt, das Halbleiterbauelement 10 der 3 umfasst einen Träger 11, einen ersten externen Kontakt 12 und einen zweiten externen Kontakt 13, einen Halbleiterdie 14 mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche, ein erstes Kontaktpad 14.1, das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, ein zweites Kontaktpad 14.2, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und ein drittes Kontaktpad 14.3, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie 14 einen vertikalen Transistor umfasst und mit seiner ersten Hauptfläche auf dem Träger 11 angeordnet ist, einen Clip 15, der das zweite Kontaktpad 14.2 mit dem zweiten externen Kontakt 13 verbindet, und ein erster Bonddraht 16, der mit dem ersten externen Kontakt 12 verbunden ist, wobei der erste Bonddraht 16 zwischen das dritte Kontaktpad 14.3 und den ersten externen Kontakt 12 geschaltet ist, und wobei der erste Bonddraht 16 zumindest teilweise unter dem Clip 15 angeordnet ist.
  • Die vorliegende Offenbarung, insbesondere das Halbleiterbauelement gemäß dem dritten Aspekt, ermöglicht es, den Bonddraht 16 auf den Halbleiterdie 14 zu legen und es zu ermöglichen, einen relativ breiten Clip 15 auf den Halbleiterdie 14, insbesondere auf das zweite Kontaktpad 14.2, eines Halbleiter-MOSFET- oder IGBT-Chips zu legen. Auf diese Weise wird es möglich, einen Großteil der Oberfläche des zweiten Kontaktpads 14.2 mit dem Clip 15 zu bedecken, so dass ein höherer Strom durch den Transistor geleitet werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 wird der erste Bonddraht 16 nur teilweise unter dem Clip 15 angeordnet, wie in der Ausführungsform wie in 3 dargestellt. Es ist aber auch möglich, dass der erste Bonddraht vollständig unter dem Clip 15 angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 wird das zweite Kontaktpad 14.2, wie in der Ausführung nach 3, auf dem größten Teil seiner Oberfläche durch den Clip 15 abgedeckt. Gemäß einem weiteren Beispiel davon kann auch das zweite Kontaktpad 14.2 vollständig von dem Clip 15 bedeckt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 ist der erste externe Kontakt 12 niedriger angeordnet als der zweite externe Kontakt 13, um einen höheren Abstand zwischen dem Bonddraht und dem Clip zu ermöglichen. Eine Ausführungsform davon wird später im Zusammenhang mit 5 gezeigt und erläutert.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 ist das erste Kontaktpad 14.1 das Drain-Kontaktpad, das zweite Kontaktpad 14.2 das Source-Kontaktpad und das dritte Kontaktpad 14.3 das Gate-Kontaktpad.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 ist ein viertes Kontaktpad auf der zweiten Hauptfläche angeordnet, wobei das Halbleiterbauelement weiterhin einen dritten externen Kontakt 18 und einen zweiten Bonddraht 17 umfasst, wobei der zweite Bonddraht 17 zwischen dem vierten Kontaktpad und dem dritten externen Kontakt 18 angeschlossen ist. Gemäß einem weiteren Beispiel davon ist das vierte Kontaktpad das Source-Sense-Kontaktpad.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 umfasst das Halbleiterbauelement ferner eine Einkapselung 19, die auf das Die-Pad 11, den Halbleiterdie 14 und die ersten und zweiten externen Kontakte 12 und 13 aufgebracht ist. Die Verkapselung kann insbesondere so aufgebracht werden, dass eine untere Hauptfläche des Die-Pads 11 und eine obere Hauptfläche des Clips 15 nicht durch die Verkapselung 19 bedeckt werden. Ein solches Halbleiterbauteilgehäuse ermöglicht eine effiziente doppelseitige Kühlung auf der Kundenseite. Ein konkretes Beispiel dafür wird später im Zusammenhang mit 4 gezeigt und erläutert.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 ist der Halbleiterdie 14 ein Siliziumdie, ein Siliziumkarbiddie oder ein Galliumnitriddie.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 sind der Träger 11 und die ersten und zweiten externen Kontakte 12 und 13, und falls vorhanden auch der dritte externe Kontakt 18, Teile eines Leadframes.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements 10 sind die Bonddrähte 16 und 17 aus Cu oder Al gefertigt.
  • 4 zeigt einen Querschnitt eines verpackten oder gehäusten Halbleiterbauelements 20.
  • Genauer gesagt umfasst das Halbleiterbauelement 20 in 4 das Halbleiterbauelement 10 in 3, jedoch mit einer zusätzlichen Einkapselung 19, die darauf aufgebracht ist. Die Einkapselung kann auf das Halbleiterbauelement 10 z.B. durch Transfermolden oder Kompressionsmolden aufgebracht werden und kann z.B. ein beliebiges Harzmaterial wie z.B. ein Epoxidharz aufweisen. Wie in 4 zu sehen ist, wird die Einkapselung 19 so aufgetragen, dass eine untere Hauptfläche des Die-Pads 11 sowie eine obere Hauptfläche des Clips 15 nicht von der Einkapselung 19 bedeckt werden. Dies ermöglicht dem Kunden eine effiziente Kühlung des Halbleiterbauelements, da er einerseits die Wärme über das Substrat, z.B. eine Leiterplatte, nach unten ableiten kann und andererseits einen entsprechenden Kühlkörper auf den Clip 15 zur zusätzlichen Wärmeabfuhr über den Clip 15 aufsetzen kann.
  • 5 zeigt ein weiteres exemplarisches Halbleiterbauelement nach dem dritten Aspekt mit höherem Abstand zwischen Bonddraht und Clip.
  • Genauer gesagt, zeigt 5 ein Halbleiterbauelement 20, das dem Halbleiterbauelement 10 gemäß 3 ähnlich ist, so dass gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet wurden. Daneben enthält das Halbleiterbauelement 20 ein weiteres Merkmal, nämlich einen externen Kontakt 21, der einen ersten Abschnitt 21.1, mit dem der Clip 15 verbunden wird, und einen zweiten Abschnitt 21.2, mit dem der erste Bonddraht 26 verbunden wird, umfasst. Wie in 5 zu sehen ist, ist der zweite Abschnitt 21.2 gegenüber dem ersten Abschnitt 21.1 so abgesenkt, dass der zweite Abschnitt 21.2 in einer Ebene liegt, die näher am Die-Pad 11 liegt als der erste Abschnitt. Dies ermöglicht es, das Halbleiterbauelement 20 mit einem größeren Abstand oder Raum zwischen dem Bonddraht 26 und dem Clip 15 herzustellen. Es kann auch ein weiterer abgesenkter Teil des externen Kontakts 21 vorhanden sein, mit dem der weitere Bonddraht 17 verbunden werden kann. Diese Ausführung ist besonders geeignet, wenn Al-Bonddrähte verwendet werden, da diese eine Dicke im Bereich von 70 bis 80 µm aufweisen können. Bei Cu-Bonddrähten, die eine Dicke im Bereich von 45 bis 55 µm aufweisen, kann die Ausführung nach 3 verwendet werden.
  • Darüber hinaus kann ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform der Offenbarung zwar nur in Bezug auf eine von mehreren Ausführungsformen offenbart worden sein, aber dieses Merkmal oder dieser Aspekt kann mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Ausführungsformen kombiniert werden, wie es für eine bestimmte oder spezielle Anwendung gewünscht und vorteilhaft sein kann. Soweit die Begriffe „einschließen“, „haben“, „mit“ oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen diese Begriffe in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassen“ eingeschlossen werden. Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass Ausführungsformen der Offenbarung in diskreten Schaltungen, teilintegrierten Schaltungen oder vollintegrierten Schaltungen oder Programmiermitteln implementiert sein können. Auch der Begriff „beispielhaft“ ist lediglich als Beispiel und nicht als das Beste oder Optimale gedacht. Es ist auch zu würdigen, dass die hier dargestellten Merkmale und/oder Elemente aus Gründen der Einfachheit und Verständlichkeit mit bestimmten Abmessungen relativ zueinander dargestellt werden und dass die tatsächlichen Abmessungen erheblich von den hier dargestellten abweichen können.
  • Obwohl hier spezifische Ausführungsformen illustriert und beschrieben wurden, wird es von denjenigen, die sich in der Fachwelt auskennen, geschätzt werden, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichwertigen Ausführungsformen die spezifischen Ausführungsformen ersetzen können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dieser Antrag soll alle Anpassungen oder Variationen der hier besprochenen spezifischen Ausführungsformen abdecken. Es ist daher beabsichtigt, dass diese Offenbarung nur durch die Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt wird.

Claims (20)

  1. Verfahren (100) zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, umfassend - Bereitstellen eines Trägers (110); - Bereitstellen eines ersten und zweiten externen Kontakts (120) ; - Bereitstellen eines Halbleiterdies mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche, einem ersten Kontaktpad, das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, und einem zweiten Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und einem dritten Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie einen vertikalen Transistor umfasst (130) ; - Verbinden des Halbleiterdies mit seiner ersten Hauptfläche mit dem Träger (140); - Bereitstellen eines ersten Bonddrahtes (150); - Verbinden eines Endes des ersten Bonddrahtes mit dem dritten Kontaktpad und des anderen Endes mit dem ersten externen Kontakt (160); - Bereitstellen eines Clips (170); - Verbinden eines ersten Endes des Clips mit dem zweiten Kontaktpad und eines zweiten Endes mit dem zweiten externen Kontakt (180); - wobei das Verbinden des Halbleiterdies mit dem Träger und das Verbinden des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt durch verschiedene Verbindungsverfahren durchgeführt werden (190).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verbinden des Halbleiterdies mit dem Träger durch Diffusionslöten oder Sintern, insbesondere durch Silbersintern, durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbinden des Clips mit dem zweiten Kontaktpad entweder mit einer Lötpaste oder mit einem Silberleitkleber durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verbinden des ersten Bonddrahtes zwischen dem ersten externen Kontakt und dem dritten Kontaktpad zwischen den Schritten der Verbindung des Halbleiterdies mit dem Träger und der Verbindung des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verbinden des ersten Bonddrahtes mit dem ersten externen Kontakt und das Verbinden des Clips mit dem zweiten Kontaktpad so durchgeführt wird, dass der erste Bonddraht zumindest teilweise unter dem Clip angeordnet ist.
  6. Verfahren (200) zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, umfassend - Bereitstellen eines Trägers (210); - Bereitstellen eines ersten und zweiten externen Kontakts (220) ; - Bereitstellen eines Halbleiterdies mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche, einem ersten Kontaktpad, das auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, und einem zweiten Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und einem dritten Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie einen vertikalen Transistor umfasst (230) ; - Verbinden des Halbleiterdie mit seiner ersten Hauptfläche mit dem Träger (240); - Bereitstellen eines ersten Bonddrahtes (250); - Verbinden eines Endes des ersten Bonddrahtes mit dem dritten Kontaktpad und des anderen Endes mit dem ersten externen Kontakt (260); - Bereitstellen eines Clips (270); - Verbinden eines ersten Endes des Clips mit dem zweiten Kontaktpad und eines zweiten Endes mit dem zweiten externen Kontakt (280) ; - wobei das Verbinden des ersten Bonddrahtes zwischen dem ersten externen Kontakt und dem dritten Kontaktpad zwischen den Schritten des Verbindens des Halbleiterdies mit dem Träger und des Verbindens des Clips zwischen dem zweiten Kontaktpad und dem zweiten externen Kontakt durchgeführt wird (290) .
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verbinden des Halbleiterdies mit dem Träger und das Verbinden des Clips mit dem zweiten Kontaktpad durch unterschiedliche Verbindungsverfahren durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Verbinden des Halbleiterdies mit dem Träger durch Diffusionslöten oder Sintern, insbesondere durch Silbersintern durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Verbinden des Clips mit dem zweiten Kontaktpad entweder mit einer Lötpaste oder mit einem Silberleitkleber durchgeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Verbinden des ersten Bonddrahtes mit dem ersten externen Kontakt und das Verbinden des Clips mit dem zweiten Kontaktpad so durchgeführt wird, dass der erste Bonddraht zumindest teilweise unter dem Clip angeordnet ist.
  11. Halbleiterbauelement (10), umfassend: - einen Träger (11); - einen ersten externen Kontakt (12) und einen zweiten externen Kontakt (13); - einen Halbleiterdie (14) mit einer ersten Hauptfläche und einer zweiten Hauptfläche gegenüber der ersten Hauptfläche, einem ersten Kontaktpad (14.1), der auf der ersten Hauptfläche angeordnet ist, einem zweiten Kontaktpad (14.2), der auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, und einem dritten Kontaktpad (14.3), der auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, wobei der Halbleiterdie (14) einen vertikalen Transistor umfasst und mit seiner ersten Hauptfläche auf dem Träger (11) angeordnet ist; - einen Clip (15), der das zweite Kontaktpad (14.2) mit dem zweiten externen Kontakt (13) verbindet; und - einen ersten Bonddraht (16), der mit dem ersten externen Kontakt (12) verbunden ist, wobei der erste Bonddraht (16) zwischen dem dritten Kontaktpad (14.3) und dem ersten externen Kontakt (12) angeschlossen ist, und wobei der erste Bonddraht (16) zumindest teilweise unter dem Clip (15) angeordnet ist.
  12. Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 11, wobei der erste Bonddraht (16) nur teilweise unter dem Clip (15) angeordnet ist.
  13. Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das zweite Kontaktpad (14.2) auf dem größten Teil seiner Oberfläche von dem Clip (15) bedeckt ist.
  14. Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 13, wobei das zweite Kontaktpad (14.2) von dem Clip (15) vollständig bedeckt ist.
  15. Halbleiterbauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der erste externe Kontakt (12) auf einer niedrigeren Ebene als der zweite externe Kontakt (13) angeordnet ist.
  16. Halbleiterbauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das erste Kontaktpad (14.1) ist das Drain-Kontaktpad, das zweite Pad (14.2) ist das Source-Kontaktpad und das dritte Kontaktpad (14.3) ist das Gate-Kontaktpad.
  17. Halbleiterbauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, ferner umfassend ein viertes Kontaktpad, das auf der zweiten Hauptfläche angeordnet ist, ein dritter externer Kontakt (18), und ein zweiter Bonddraht (17), wobei der zweite Bonddraht (17) zwischen dem vierten Kontaktpad und dem dritten externen Kontakt (18) angeschlossen ist.
  18. Halbleiterbauelement (10) nach Anspruch 17, wobei das vierte Kontaktpad das Source-Sense-Kontaktpad ist.
  19. Halbleiterbauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der Halbleiterdie (14) ist einer von einem Siliziumdie, einem Siliziumkarbiddie oder einem Galliumnitriddie.
  20. Halbleiterbauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 19, ferner umfassend eine Einkapselung (19), die auf das Die-Pad (11), den Halbleiterdie (14) und den ersten (12) und zweiten (13) externen Kontakt aufgebracht ist, so dass eine untere Hauptfläche des Die-Pads (11) und eine obere Hauptfläche des Clips (15) nicht von der Einkapselung (19) bedeckt werden.
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