DE102021124308A1 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Katsuhiko Yoshihara
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Eine Halbleitervorrichtung (A10) enthält: eine erste Verdrahtungsschicht (11) mit einer ersten Hauptoberfläche (111), die einer Dickenrichtung (z) zugewandt ist; eine zweite Verdrahtungsschicht (12) mit einer zweiten Hauptoberfläche (121), die der gleichen Seite wie die erste Hauptoberfläche (111) zugewandt und von der ersten Verdrahtungsschicht (11) entfernt angeordnet ist; ein erstes Halbleiterelement (21) mit einer ersten Hauptoberflächen-Elektrode (212), das mit der ersten Hauptoberfläche (111) verbunden ist; ein zweites Halbleiterelement (22) mit einer zweiten Hauptoberflächen-Elektrode (222), das mit der zweiten Hauptoberfläche (121) verbunden ist; einen ersten Anschluss (31), der elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode (222) verbunden ist; ein erstes leitendes Element (41), das an die erste Hauptoberflächen-Elektrode (212) und die zweite Hauptoberfläche (121) gebondet ist; und ein zweites leitendes Element (42), das an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode (222) und den ersten Anschluss (31) gebondet ist, wobei der erste Anschluss (31) in der Dickenrichtung (z) von der ersten Verdrahtungsschicht (11) entfernt angeordnet ist und das zweite leitende Element (42) die erste Verdrahtungsschicht (11) in der Dickenrichtung (z) überlappt.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-160625 , die am 25. September 2020 eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, und beansprucht deren Priorität.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung mit einer Vielzahl von Halbleiterelementen.
  • HINTERGRUND
  • Im Stand der Technik sind Halbleitervorrichtungen, an denen eine Vielzahl von Halbleiterelementen mit Schaltfunktion montiert sind, wie MOSFETs und IGBTs, allgemein bekannt. Eine solche Halbleitervorrichtung wird hauptsächlich für die Leistungsumwandlung verwendet. In einem Beispiel der Halbleitervorrichtung ist eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten auf einer Oberfläche eines isolierenden Substrats angeordnet, und eine Vielzahl von Verdrahtungsrelaisbereichen ist ebenfalls auf der Oberfläche des isolierenden Substrats angeordnet. Jeder der mehreren Verdrahtungsrelaisbereiche bildet zusammen mit der Vielzahl von Verdrahtungsschichten einen Leitungspfad der Halbleitervorrichtung.
  • Bei der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung nehmen die Abmessungen der Halbleitervorrichtung in der Draufsicht mit der Anordnung der Vielzahl von Verdrahtungsrelaisbereichen tendenziell zu. Da jedoch in den letzten Jahren die Nachfrage nach einer weiteren Miniaturisierung von Halbleitervorrichtungen gestiegen ist, ist es wünschenswert, die Halbleitervorrichtung zu verbessern, um eine solche Nachfrage zu erfüllen.
  • ÜBERBLICK
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine Halbleitervorrichtung bereit, die miniaturisiert werden kann.
  • Eine durch die vorliegende Offenbarung bereitgestellte Halbleitervorrichtung umfasst: eine erste Verdrahtungsschicht mit einer ersten Hauptoberfläche, die einer Dickenrichtung zugewandt ist; eine zweite Verdrahtungsschicht mit einer zweiten Hauptoberfläche, die derselben Seite wie die erste Hauptoberfläche in der Dickenrichtung zugewandt ist und von der ersten Verdrahtungsschicht in einer ersten Richtung orthogonal zu der Dickenrichtung entfernt angeordnet ist; ein erstes Halbleiterelement mit einer ersten Hauptoberflächen-Elektrode, das auf einer Seite vorgesehen ist, die der ersten Hauptoberfläche in der Dickenrichtung zugewandt ist, bzw. die in der Dickenrichtung in dieselbe Richtung weist wie die erste Hauptoberfläche, wobei das erste Halbleiterelement an die erste Hauptoberfläche gebondet ist; ein zweites Halbleiterelement mit einer zweiten Hauptoberflächen-Elektrode, das auf einer Seite vorgesehen ist, die der zweiten Hauptoberfläche in der Dickenrichtung zugewandt ist, bzw. die in der Dickenrichtung in dieselbe Richtung weist wie die zweite Hauptoberfläche, wobei das zweite Halbleiterelement an die zweite Hauptoberfläche gebondet ist; einen ersten Anschluss, der elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode verbunden ist; ein erstes leitendes Element, das an die erste Hauptoberflächen-Elektrode und die zweite Hauptoberfläche gebondet ist; und ein zweites leitendes Element, das an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode und den ersten Anschluss gebondet ist, wobei der erste Anschluss in der Dickenrichtung von der ersten Verdrahtungsschicht entfernt auf der Seite, die der ersten Hauptoberfläche zugewandt ist, angeordnet ist, und wobei das zweite leitende Element die erste Verdrahtungsschicht überlappt, wenn es entlang der Dickenrichtung betrachtet wird.
  • In einigen Ausführungsformen kann der erste Anschluss die erste Verdrahtungsschicht in Richtung der Dicke gesehen überlappen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Halbleitervorrichtung ferner ein Substrat mit einer dritten Hauptoberfläche aufweisen, die der gleichen Seite wie die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche in der Dickenrichtung zugewandt ist, wobei die erste Verdrahtungsschicht und die zweite Verdrahtungsschicht mit der dritten Hauptoberfläche verbunden sind.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Dicke sowohl der ersten Verdrahtungsschicht als auch der zweiten Verdrahtungsschicht größer sein als die Dicke des Substrats.
  • In einigen Ausführungsformen kann der erste Anschluss einen Anschlussabschnitt haben, der sich, in Dickenrichtung gesehen, außerhalb des Substrats befindet, und einen Basisabschnitt haben, der mit dem Anschlussabschnitt verbunden ist und, in Dickenrichtung gesehen, das Substrat überlappt, und der Basisabschnitt kann sich in der ersten Richtung auf einer Seite befinden, die der zweiten Verdrahtungsschicht in Bezug auf das erste Halbleiterelement gegenüberliegt.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Basisabschnitt die erste Verdrahtungsschicht in Dickenrichtung gesehen überlappen, das zweite leitende Element kann an den Basisabschnitt gebondet sein, und das zweite leitende Element kann das erste Halbleiterelement in Dickenrichtung gesehen überlappen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das zweite leitende Element das erste leitende Element in Richtung der Dicke gesehen überlappen.
  • In einigen Ausführungsformen kann der erste Anschluss einen Verlängerungsabschnitt aufweisen, der mit dem Basisabschnitt verbunden ist und der bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung die erste Verdrahtungsschicht überlappt, wobei sich der Verlängerungsabschnitt bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung entlang der ersten Richtung in Richtung des zweiten Halbleiterelements erstrecken kann, und das zweite leitende Element kann an den Verlängerungsabschnitt gebondet sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann sich mindestens eines der beiden Enden des Verlängerungsabschnitts in der ersten Richtung bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung außerhalb der ersten Verdrahtungsschicht befinden.
  • In einigen Ausführungsformen kann eine Spitze des Verlängerungsabschnitts bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung in der ersten Richtung einen Bereich des Substrats überlappen, der zwischen der ersten Verdrahtungsschicht und der zweiten Verdrahtungsschicht liegt.
  • In einigen Ausführungsformen kann das erste Halbleiterelement bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung ein Paar von Rändern aufweisen, die in einer zweiten Richtung orthogonal zu sowohl der Dickenrichtung als auch der ersten Richtung voneinander getrennt sind und sich entlang der ersten Richtung erstrecken, und eine Verlängerungslinie von einem beliebigen bzw. jedem des Paares („paired“) von Rändern kann das zweite Halbleiterelement bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung überlappen.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Verlängerungsabschnitt bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung einen beliebigen bzw. jeden des Paares von Rändern überlappen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das erste leitende Element bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung von dem Verlängerungsabschnitt und dem zweiten leitenden Element entfernt sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann das erste Halbleiterelement eine erste Rückseiten-Elektrode aufweisen, die sich auf einer der ersten Hauptoberflächen-Elektrode in der Dickenrichtung gegenüberliegenden Seite befindet und elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht verbunden sein kann, die erste Rückseiten-Elektrode kann an die erste Hauptoberfläche gebondet sein, das zweite Halbleiterelement kann eine zweite Rückseiten-Elektrode aufweisen, die sich auf einer der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode in der Dickenrichtung gegenüberliegenden Seite befindet und elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht verbunden sein kann, und die zweite Rückseiten-Elektrode kann an die zweite Hauptoberfläche gebondet sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Halbleitervorrichtung ferner einen zweiten Anschluss aufweisen, der elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht verbunden ist, wobei der zweite Anschluss bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung von dem ersten Anschluss entfernt ist und wobei sowohl der Anschlussabschnitt als auch der zweite Anschluss auf einer Seite in der ersten Richtung in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht und die zweite Verdrahtungsschicht angeordnet sind.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Halbleitervorrichtung ferner ein Dichtungsharz enthalten, das so konfiguriert ist, dass es die erste Verdrahtungsschicht, die zweite Verdrahtungsschicht, das erste Halbleiterelement, das zweite Halbleiterelement, das erste leitende Element und das zweite leitende Element sowie einen Teil des ersten Anschlusses und des zweiten Anschlusses bedeckt, wobei die dritte Hauptoberfläche in Kontakt mit dem Dichtungsharz steht.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Substrat eine Rückfläche haben, die in der Dickenrichtung einer Seite entgegengesetzt zu bzw. gegenüber der dritten Hauptoberfläche zugewandt ist, und die Halbleitervorrichtung kann ferner eine Wärmeableitungsschicht enthalten, die an die Rückfläche gebondet ist und gegenüber dem Dichtungsharz freiliegt, wobei die Rückfläche in Kontakt mit dem Dichtungsharz steht.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch die nachstehende detaillierte Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen deutlicher.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil der Anmeldung sind und einen Teil der Anmeldung bilden, stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dar.
    • 1 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist eine Draufsicht, die 1 entspricht und für ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 3 ist eine Draufsicht, die 2 entspricht, und ist ferner transparent für einen ersten Anschluss und eine Vielzahl von zweiten leitenden Elementen.
    • 4 ist eine Ansicht von unten auf die in 1 dargestellte Halbleitervorrichtung.
    • 5 ist eine Vorderansicht der in 1 dargestellten Halbleitervorrichtung.
    • 6 ist eine linke Seitenansicht der in 1 dargestellten Halbleitervorrichtung.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 2.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII in 2.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX in 2.
    • 10 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 2.
    • 11 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 7.
    • 12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 7.
    • 13 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und ist für ein Dichtungsharz transparent.
    • 14 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIV-XIV in 13.
    • 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XV-XV in 13.
    • 16 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 13.
    • 17 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und istfür ein Dichtungsharz transparent.
    • 18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XVIII-XVIII in 17.
    • 19 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XIX-XIX.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es wird nun im Detail auf verschiedene Ausführungsformen verwiesen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Einem Fachmann wird es jedoch klar sein, dass die vorliegende Offenbarung auch ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind bekannte Methoden, Verfahren, Systeme und Komponenten nicht im Detail beschrieben worden, um Aspekte der verschiedenen Ausführungsformen nicht unnötig zu verschleiern.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Jede der Zeichnungen ist schematisch gezeichnet. Darüber hinaus kann jede der Zeichnungen weggelassene und überzeichnete Teile enthalten.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Eine Halbleitervorrichtung A10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung A10 umfasst eine erste Verdrahtungsschicht 11, eine zweite Verdrahtungsschicht 12, ein Substrat 13, eine Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21, eine Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22, einen ersten Anschluss bzw. ein erstes Terminal 31, einen zweiten Anschluss 32, einen dritten Anschluss 33, eine Vielzahl von ersten leitenden bzw. leitfähigen Elementen 41, eine Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42, ein drittes leitendes Element 43, ein viertes leitendes Element 44 und ein Dichtungsharz 60. Ferner umfasst die Halbleitervorrichtung A10 eine erste Gate-Verdrahtungsschicht 141, eine zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142, eine erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151, eine zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152, ein erstes Gate-Terminal 341, ein zweites Gate-Terminal 342, ein erstes Erfassungs-Terminal 351, ein zweites Erfassungs-Terminal 352, eine Vielzahl von Gate-Drähten 51, eine Vielzahl von Erfassungsdrähten 52, ein Paar von ersten Drähten 53 und ein Paar von zweiten Drähten 54. Zum besseren Verständnis ist 2 für das Dichtungsharz 60 transparent bzw. das Dichtungsharz 60 ist transparent dargestellt. 3 ist in Bezug auf 2 zum Zwecke des besseren Verständnisses für den ersten Anschluss 31 und die Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 transparent. In 2 und 3 ist das transparente Dichtungsharz 60 durch eine imaginäre Linie (Zweipunkt-Strichlinie) dargestellt. In 3 ist der transparente erste Anschluss 31 durch eine imaginäre Linie dargestellt. In 2 sind die Linien VII-VII und die Linien VIII-VIII jeweils durch Einpunkt-Strichlinien gezeigt.
  • In der Beschreibung des Halbleiterbauteils A10 wird der Einfachheit halber bzw. zum Zwecke des besseren Verständnisses eine Dickenrichtung sowohl der ersten Verdrahtungsschicht 11 als auch der zweiten Verdrahtungsschicht 12 als eine „Dickenrichtung z“ bezeichnet. Eine Richtung, die orthogonal zu der Dickenrichtung z verläuft, wird als eine „erste Richtung x“ bezeichnet. Eine Richtung, die sowohl zur Dickenrichtung z als auch zu der ersten Richtung x orthogonal ist, wird als eine „zweite Richtung y“ bezeichnet.
  • Die Halbleitervorrichtung A10 wandelt eine Gleichstromleistungsversorgungsspannung, die an den ersten Anschluss 31 und den zweiten Anschluss 32 angelegt wird, durch die Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 und die Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 in Wechselstromleistung um. Die gewandelte Wechselstromleistung wird aus dem dritten Anschluss 33 heraus in ein Leistungsversorgungsziel, wie einen Motor, eingespeist. Die Halbleitervorrichtung A10 bildet einen Teil einer Leistungswandlungsschaltung, wie einen Inverter bzw. Wechselrichter.
  • Wie es in den 2, 3, 7 und 8 gezeigt ist, sind an der ersten Verdrahtungsschicht 11 die Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 montiert. Die erste Verdrahtungsschicht 11 ist aus einem Material gebildet, das Kupfer (Cu) oder eine Kupferlegierung enthält. Bei einer Betrachtung entlang der Dickenrichtung z hat die erste Verdrahtungsschicht 11 eine rechteckige Form, deren lange Seiten entlang der zweiten Richtung y ausgerichtet sind und die einen ausgeschnittenen Abschnitt auf einer Seite aufweist, an der sich der zweite Anschluss 32 in der ersten Richtung x befindet. Die erste Verdrahtungsschicht 11 hat eine erste Hauptoberfläche 111, die der Dickenrichtung z zugewandt ist bzw. in die Dickenrichtung weist. Entlang der Dickenrichtung z gesehen bzw. bei Betrachtung in der Dickenrichtung z befindet sich die erste Verdrahtungsschicht 11 innerhalb eines Umfangsrandes des Substrats 13.
  • Wie es in den 2, 3, 7 und 8 gezeigt ist, sind an der zweiten Verdrahtungsschicht 12 die Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 montiert. Die zweite Verdrahtungsschicht 12 ist aus einem Material gebildet, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Die zweite Verdrahtungsschicht 12 ist in der ersten Richtung x entfernt bzw. beabstandet von der ersten Verdrahtungsschicht 11 angeordnet. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet hat die zweite Verdrahtungsschicht 12 eine rechteckige Form, die lange Seiten entlang der zweiten Richtung y hat und die einen ausgeschnittenen Abschnitt auf einer Seite aufweist, an der sich der dritte Anschluss 33 in der ersten Richtung x befindet. Die zweite Verdrahtungsschicht 12 hat eine zweite Hauptoberfläche 121, die der gleichen Seite wie die erste Hauptoberfläche 111 der ersten Verdrahtungsschicht 11 in der Dickenrichtung z zugewandt ist. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet befindet sich die zweite Verdrahtungsschicht 12 innerhalb des Umfangsrandes des Substrats 13.
  • Wie in 7 gezeigt, lagert das Substrat 13 die erste Verdrahtungsschicht 11, die zweite Verdrahtungsschicht 12, die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141, die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142, die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151, die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152, eine Wärmeableitungsschicht 16 und das Dichtungsharz 60. Das Substrat 13 hat eine elektrische Isolierung bzw. stellt eine elektrische Isolierung dar. Das Substrat 13 ist z. B. ein Keramiksubstrat. Ein Beispiel für die Keramik kann Aluminiumnitrid (AlN) enthalten. Das für das Substrat 13 verwendete Material kann eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Das Substrat 13 hat eine dritte Hauptoberfläche 131 und eine Rückfläche 132. Die dritte Hauptoberfläche 131 ist in der Dickenrichtung z der gleichen Seite zugewandt wie die erste Hauptoberfläche 111 der ersten Verdrahtungsschicht 11 und die zweite Hauptoberfläche 121 der zweiten Verdrahtungsschicht 12. Die erste Verdrahtungsschicht 11 und die zweite Verdrahtungsschicht 12 sind an die dritte Hauptoberfläche 131 gebondet. Die Rückfläche 132 weist in der Dickenrichtung hin zu einer Seite, die der dritten Hauptoberfläche 131 gegenüberliegt. Wie es in den 7 bis 9 gezeigt ist, sind sowohl die dritte Hauptoberfläche 131 als auch die Rückfläche 132 in Kontakt mit dem Dichtungsharz 60.
  • Wie es in den 7 bis 9 gezeigt ist, ist die Wärmeableitungsschicht 16 an die Rückfläche 132 des Substrats 13 gebondet. Die Wärmeableitungsschicht 16 ist aus einem Material gebildet, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Wie es in 4 dargestellt ist, befindet sich die Wärmeableitungsschicht 16 in der Dickenrichtung z gesehen innerhalb des Umfangsrandes des Substrats 13. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet ist eine Fläche bzw. ein Flächenbereich der Wärmeableitungsschicht 16 größer als eine Fläche von sowohl der ersten Verdrahtungsschicht 11 als auch der zweiten Verdrahtungsschicht 12. Die Wärmeableitungsschicht 16 ist an einer Unterseite bzw. Bodenfläche 62 des Dichtungsharzes 60 freigelegt, was später beschrieben wird.
  • Wie es in den 11 und 12 gezeigt ist, ist eine Dicke von sowohl der ersten Verdrahtungsschicht 11, der zweiten Verdrahtungsschicht 12 als auch der Wärmeableitungsschicht 16 jeweils größer als eine Dicke des Substrats 13.
  • Wie es in den 2, 3, 7 und 8 gezeigt ist, sind die Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 an die erste Hauptoberfläche 111 der ersten Verdrahtungsschicht 11 gebondet. Die ersten Halbleiterelemente 21 sind alle das gleiche Element. Jedes der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 ist beispielsweise ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor). Alternativ kann jedes der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 ein Feldeffekttransistor sein, einschließlich eines MISFET (Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransistor), oder ein Bipolartransistor wie ein IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate). Jedes der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 beinhaltet ein Verbundhalbleitersubstrat. Die Zusammensetzung des Verbundhalbleitersubstrats beinhaltet Siliziumkarbid (SiC). Alternativ hierzu kann die Zusammensetzung des Verbundhalbleitersubstrats Galliumnitrid (GaN) enthalten. Im Folgenden wird bei der Beschreibung der Halbleitervorrichtung A10 ein Fall beschrieben, bei dem jedes der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 vom n-Kanal-Typ ist und ein MOSFET mit einer vertikalen Struktur ist. Die Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 sind entlang der zweiten Richtung y angeordnet bzw. aufgereiht.
  • Wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, hat jedes der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 eine erste Rückseiten-Elektrode 211, eine erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 und eine erste Gate-Elektrode 213. In jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 ist die erste Rückseiten-Elektrode 211 so vorgesehen, dass sie der ersten Hauptoberfläche 111 der ersten Verdrahtungsschicht 11 zugewandt ist. Ein Strom, derelektrischer Leistung entspricht, die von einem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 umgewandelt worden ist, fließt durch die erste Rückseiten-Elektrode 211 hindurch. Das heißt, die erste Rückseiten-Elektrode 211 entspricht einer Drain-Elektrode des ersten Halbleiterelements 21. Die erste Rückseiten-Elektrode 211 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 ist mittels einer Bond-Schicht 29 an die erste Hauptoberfläche 111 gebondet. Die Bond-Schicht 29 ist leitfähig. Die Bond-Schicht 29 ist beispielsweise bleifreies Lötmittel bzw. Lot. Alternativ hierzu kann die Bond-Schicht 29 gesintertes Metall sein, das Silber (Ag) enthält, oder dergleichen. Infolgedessen ist die erste Rückseiten-Elektrode 211 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht 11 verbunden.
  • Wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, ist in jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 auf einer Seite der ersten Verdrahtungsschicht 11 vorgesehen, die der ersten Hauptoberfläche 111 in der Dickenrichtung z zugewandt ist. Daher sind in jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 die erste Rückseiten-Elektrode 211 und die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 in der Dickenrichtung z auf gegenüberliegenden Seiten zueinander angeordnet. Ein Strom, der elektrischer Leistung entspricht, die von einem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 gewandelt worden ist, fließt durch die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212. Das heißt, die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 entspricht einer Source-Elektrode des ersten Halbleiterelements 21. Die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 beinhaltet eine Vielzahl von Metallplattierungsschichten. Die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 beinhaltet eine Nickel-(Ni)-Plattierungsschicht und eine Gold-(Au)-Plattierungsschicht, die auf der Nickel-Plattierungsschicht aufgebracht bzw. abgeschieden ist. Alternativ hierzu kann die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 eine Nickel-Plattierungsschicht, eine Palladium-(Pd)-Plattierungsschicht, die auf der Nickel-Plattierungsschicht abgeschieden ist, und eine Gold-Plattierungsschicht beinhalten, die auf der Palladium-Plattierungsschicht abgeschieden ist.
  • Wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, ist in jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 die erste Gate-Elektrode 213 auf der gleichen Seite wie die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 in der Dickenrichtung z vorgesehen. An die erste Gate-Elektrode 213 wird eine Gate-Spannung zur Ansteuerung eines beliebigen der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 angelegt. Jedes der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 wandelt einen Strom um, der einer Spannung entspricht, die an die erste Rückseiten-Elektrode 211 angelegt wird, und zwar auf der Grundlage der Gate-Spannung. Wie es in 10 gezeigt ist, ist die Fläche der ersten Gate-Elektrode 213 bei Betrachtung in der Dickenrichtung z kleiner als eine Fläche der ersten Hauptoberflächen-Elektrode 212.
  • Wie es in den 2, 3, 7 und 8 gezeigt ist, ist die Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 an die zweite Hauptoberfläche 121 der zweiten Verdrahtungsschicht 12 gebondet. Jedes der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 ist das gleiche wie irgendeines der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21. Daher ist in der Halbleitervorrichtung A10 jedes der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 ein MOSFET. Die Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 ist entlang der zweiten Richtung y angeordnet bzw. aufgereiht.
  • Wie es in den 10 und 12 gezeigt ist, hat jedes der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 eine zweite Rückseiten-Elektrode 221, eine zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 und eine zweite Gate-Elektrode 223. In jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 ist die zweite Rückseiten-Elektrode 221 so vorgesehen, dass sie der zweiten Hauptoberfläche 121 der zweiten Verdrahtungsschicht 12 zugewandt ist. Ein Strom, der elektrischer Leistung entspricht, die durch irgendeines der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 gewandelt ist, fließt durch die zweite Rückseiten-Elektrode 221 hindurch. Das heißt, die zweite Rückseiten-Elektrode 221 entspricht einer Drain-Elektrode des zweiten Halbleiterelements 22. Die zweite Rückseiten-Elektrode 221 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 ist mittels der Bond-Schicht 29 an die zweite Hauptoberfläche 121 gebondet. Infolgedessen ist die zweite Rückseiten-Elektrode 221 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht 12 verbunden.
  • Wie es in den 10 und 12 gezeigt ist, ist in jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 auf einer Seite der zweiten Verdrahtungsschicht 12 vorgesehen, die der zweiten Hauptoberfläche 121 in der Dickenrichtung z zugewandt ist. Daher sind in jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 die zweite Rückseiten-Elektrode 221 und die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 in der Dickenrichtung gesehen auf gegenüberliegenden Seiten zueinander angeordnet. Ein Strom, der elektrischer Leistung entspricht, die mittels einem beliebigen der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 umgewandelt worden ist, fließt durch die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222. Das heißt, die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 entspricht einer Source-Elektrode des zweiten Halbleiterelements 22. Die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 beinhaltet eine Vielzahl von Metallplattierungsschichten, und zwar so wie die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21. Die Vielzahl von Metallplattierungsschichten hat die gleiche Konfiguration wie die Vielzahl von Metallplattierungsschichten, die in den ersten Hauptoberflächen-Elektroden 212 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 enthalten sind.
  • Wie es in den 10 und 12 gezeigt ist, ist in jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 die zweite Gate-Elektrode 223 auf der gleichen Seite wie die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 in der Dickenrichtung vorgesehen. An die zweite Gate-Elektrode 223 wird eine Gate-Spannung zur Ansteuerung eines beliebigen der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 angelegt. Jedes der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 wandelt einen Strom um, der einer an die zweite Rückseiten-Elektrode 221 angelegten Spannung entspricht, und zwar auf der Grundlage der Gate-Spannung. Wie es in 10 gezeigt ist, ist die Fläche der zweiten Gate-Elektrode 223 in der Dickenrichtung z gesehen kleiner als die Fläche der zweiten Hauptoberflächenelektrode 222.
  • Wie es in den 2, 3 und 7 gezeigt ist, ist die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 an die dritte Hauptoberfläche 131 des Substrats 13 gebondet. Die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 ist elektrisch mit der ersten Gate-Elektrode 213 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 verbunden. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet befindet sich die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 an dem ausgeschnittenen Abschnitt („cutout portion“) der ersten Verdrahtungsschicht 11. Die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 erstreckt sich entlang der zweiten Richtung y. Die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 ist aus einem Material gebildet, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist das erste Gate-Terminal 341 auf einer Seite in der zweiten Richtung y in Bezug auf das Substrat 13 angeordnet. Das erste Gate-Terminal 341 ist elektrisch mit der ersten Gate-Verdrahtungsschicht 141 verbunden. Das erste Gate-Terminal 341 ist ein Metallanschluss („metal lead“), der aus einem kupferhaltigen Material oder einer Kupferlegierung gebildet ist. Wie es in 1 und 9 gezeigt ist, ist ein Abschnitt bzw. ein Teil des ersten Gate-Terminals 341 mit dem Dichtungsharz 60 bedeckt. Das erste Gate-Terminal 341 ist L-förmig, wenn man es in der ersten Richtung x betrachtet. Wie es in 5 gezeigt ist, enthält das erste Gate-Terminal 341 einen Abschnitt, der in der Dickenrichtung z nach oben hochsteht. Dieser Abschnitt ist gegenüber dem Dichtungsharz 60 freigelegt. Die Gate-Spannung zur Ansteuerung von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 wird an das erste Gate-Termina 341 angelegt.
  • Wie es in 2, 3 und 7 gezeigt ist, ist die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142 an die dritte Hauptoberfläche 131 des Substrats 13 gebondet. Die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142 ist elektrisch mit der zweiten Gate-Elektrode 223 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 verbunden. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet ist die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142 an dem ausgeschnittenen Teil der zweiten Verdrahtungsschicht 12 angeordnet. Die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142 erstreckt sich entlang der zweiten Richtung y. Die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142 ist aus einem kupferhaltigen Material oder einer Kupferlegierung gebildet.
  • Wie es in 2 und 3 gezeigt ist, ist das zweite Gate-Terminal 342 auf der gleichen Seite in der zweiten Richtung y in Bezug auf das Substrat 13 wie das erste Gate-Terminal 341 angeordnet. Das zweite Gate-Terminal 342 ist elektrisch mit der zweiten Gate-Verdrahtungsschicht 142 verbunden. Das zweite Gate-Terminal 342 ist ein Metallanschluss, der aus einem kupferhaltigen Material oder einer Kupferlegierung gebildet ist. Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Abschnitt des zweiten Gate-Terminals 342 mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Das zweite Gate-Terminal 342 ist L-förmig, und zwar wenn entlang der ersten Richtung x betrachtet. Wie es in 5 gezeigt ist, beinhaltet das zweite Gate-Terminal 342 einen Abschnitt, der in der Dickenrichtung z nach oben hochsteht. Dieser Abschnitt ist gegenüber dem Abdichtungsharz 60 freigelegt. Die Gate-Spannung zur Ansteuerung von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 wird an das zweite Gate-Terminal 342 angelegt.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist das Paar von ersten Drähten 53 an das erste Gate-Terminal 341 und die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 bzw. an das zweite Gate-Terminal 342 und die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142 gebondet. Infolgedessen ist das erste Gate-Terminal 341 elektrisch mit der ersten Gate-Verdrahtungsschicht 141 verbunden, und das zweite Gate-Terminal 342 ist elektrisch mit der zweiten Gate-Verdrahtungsschicht 142 verbunden. Die Zusammensetzung von jedem des Paares von ersten Drähten 53 beinhaltet Gold. Alternativ hierzu kann die Zusammensetzung von jedem des Paares von ersten Drähten 53 Kupfer oder Aluminium (Al) enthalten.
  • Wie es in den 2, 3 und 7 gezeigt ist, ist die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151 an die dritte Hauptoberfläche 131 des Substrats 13 gebondet. Die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151 ist elektrisch mit der ersten Hauptoberflächen-Elektrode 212 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 verbunden. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet befindet sich die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151 an dem ausgeschnittenen Abschnitt der ersten Verdrahtungsschicht 11 und ist in der ersten Richtung x benachbart zu der ersten Gate-Verdrahtungsschicht 141 angeordnet. Die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151 erstreckt sich entlang der zweiten Richtung y. Die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151 ist aus einem Material gebildet, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist das erste Erfassungs-Terminal 351 in Bezug auf das Substrat 13 auf der gleichen Seite wie das erste Gate-Terminal 341 in der zweiten Richtung y angeordnet und ist in der ersten Richtung x benachbart zu dem ersten Gate-Terminal bzw. Gate-Anschluss 341 angeordnet. Das erste Erfassungs-Terminal 351 ist elektrisch mit der ersten Erfassungsverdrahtungsschicht 151 verbunden. Das erste Erfassungs-Terminal 351 ist ein Metallanschluss, der aus einem Material gebildet ist, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Abschnitt des ersten Erfassungs-Terminals 351 mit dem Dichtungsharz 60 bedeckt. Das erste Erfassungs-Terminal 351 ist L-förmig, wenn in der ersten Richtung x betrachtet. Wie es in 5 gezeigt ist, beinhaltet das erste Erfassungs-Terminal 351 einen Abschnitt, der in der Dickenrichtung z nach oben hochsteht. Dieser Abschnitt ist gegenüber dem Dichtungsharz 60 freigelegt. Eine Spannung, die einem Strom entspricht, der durch die ersten Hauptoberflächen-Elektroden 212 der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 fließt, wird an das erste Erfassungs-Terminal 351 angelegt.
  • Wie es in den 2, 3 und 7 gezeigt ist, ist die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152 an die dritte Hauptoberfläche 131 des Substrats 13 gebondet. Die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152 ist elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 verbunden. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet ist die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152 an dem ausgeschnittenen Abschnitt der zweiten Verdrahtungsschicht 12 angeordnet und ist in der ersten Richtung x benachbart zu der zweiten Gate-Verdrahtungsschicht 142 angeordnet. Die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152 erstreckt sich entlang der zweiten Richtung y. Die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152 ist aus einem Material gebildet, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, ist das zweite Erfassungs-Terminal 352 in Bezug auf das Substrat 13 auf der gleichen Seite in der zweiten Richtung y wie das zweite Gate-Terminal 342 angeordnet und ist in der ersten Richtung x benachbart zu dem zweiten Gate-Terminal 342 angeordnet. Das zweite Erfassungs-Terminal 352 ist elektrisch mit der zweiten Erfassungsverdrahtungsschicht 152 verbunden. Das zweite Erfassungs-Terminal 352 ist ein Metallanschluss, der aus einem Material gebildet ist, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Abschnitt des zweiten Erfassungs-Terminals 352 mit dem Dichtungsharz 60 bedeckt. Das zweite Erfassungs-Terminal 352 ist L-förmig, wenn man es in der ersten Richtung x betrachtet. Wie es in 5 gezeigt ist, beinhaltet das zweite Erfassungs-Terminal 352 einen Abschnitt, der in der Dickenrichtung z nach oben hochsteht. Dieser Abschnitt ist gegenüber dem Dichtungsharz 60 freigelegt. Eine Spannung, die einem Strom entspricht, der durch die zweiten Hauptoberflächen-Elektroden 222 der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 fließt, wird an das zweite Erfassungs-Terminal 352 angelegt.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, sind das Paar von zweiten Drähten 54 an das erste Erfassungs-Terminal 351 und die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151 bzw. an das zweite Erfassungs-Terminal 352 und die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152 gebondet. Infolgedessen ist das erste Erfassungs-Terminal 351 elektrisch mit der ersten Erfassungsverdrahtungsschicht 151 verbunden, und das zweite Erfassungs-Terminal 352 ist elektrisch mit der zweiten Erkennungsverdrahtungsschicht 152 verbunden. Die Zusammensetzung von jedem des Paares von zweiten Drähten 54 enthält Gold. Alternativ hierzu kann die Zusammensetzung von jedem des Paares von zweiten Drähten 54 Kupfer oder Aluminium enthalten.
  • Wie es in den 7 und 9 gezeigt ist, befindet sich der erste Anschluss 31 von der ersten Verdrahtungsschicht 11 entfernt, und zwar auf einer Seite, die der ersten Hauptoberfläche 111 in der Dickenrichtung z zugewandt ist. Der erste Anschluss 31 ist elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 verbunden. Der erste Anschluss 31 ist eine Metallplatte, die aus einem Material gebildet ist, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Wie es in 2 gezeigt ist, überlappt der erste Anschluss 31 die erste Verdrahtungsschicht 11, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet.
  • Wie es in den 1 bis 7 (mit Ausnahme von 3) dargestellt ist, hat der erste Anschluss 31 einen Anschlussabschnitt 311 und einen Basisabschnitt 312. Der Anschlussabschnitt 311 befindet sich in der Dickenrichtung z gesehen außerhalb des Substrats 13. Der Anschlussabschnitt 311 befindet sich auf einer Seite in der ersten Richtung x in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht 11 und die zweite Verdrahtungsschicht 12. Ein Teil des Anschlussabschnitts 311 ist mit dem Dichtungsharz 60 bedeckt. Der Anschlussabschnitt 311 weist ein erstes Montageloch 31A auf, das in der Dickenrichtung z durchdringt bzw. ihn durchdringt. Das erste Montageloch 31A ist gegenüber dem Dichtungsharz 60 freigelegt. Der Anschlussabschnitt 311 ist ein N-Anschluss (negative Elektrode), an den eine Gleichstromleistungsversorgungsspannung als das Leistungsumwandlungsziel angelegt wird.
  • Wie es in den 1, 2, 4 und 7 dargestellt ist, ist der Basisabschnitt 312 mit dem Anschlussabschnitt 311 verbunden und überlappt das Substrat 13, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Der Basisabschnitt 312 befindet sich in der ersten Richtung x auf einer Seite, die der zweiten Verdrahtungsschicht 12 in Bezug auf die Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 gegenüberliegt. In der Dickenrichtung z betrachtet hat der Basisabschnitt 312 eine rechteckige Form mit langen Seiten entlang der zweiten Richtung y. Der Basisabschnitt 312 ist mit dem Dichtungsharz 60 bedeckt. In dem Halbleiterbauteil A10 überlappt der Basisabschnitt 312 entlang der Dickenrichtung z betrachtet die erste Verdrahtungsschicht 11, die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 und die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151.
  • Wie es in 1 bis 4 gezeigt ist, ist der zweite Anschluss 32 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z entfernt von dem ersten Anschluss 31 in der zweiten Richtung y angeordnet. Der zweite Anschluss 32 ist auf einer Seite in der ersten Richtung x in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht 11 und die zweite Verdrahtungsschicht 12 angeordnet. Das heißt, der zweite Anschluss 32 ist in der ersten Richtung x auf der gleichen Seite angeordnet wie der Anschlussabschnitt 311 des ersten Anschlusses 31, und zwar in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht 11 und die zweite Verdrahtungsschicht 12. Der zweite Anschluss 32 ist elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht 11 verbunden. Der zweite Anschluss 32 ist eine Metallplatte, die aus einem Material gebildet ist, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Ein Teil des zweiten Anschlusses 32 ist mit dem Dichtungsharz 60 bedeckt. Der zweite Anschluss 32 hat ein zweites Montageloch 32A, das in der Dickenrichtung z durchdringt. Das zweite Montageloch 32A ist gegenüber dem Dichtungsharz 60 freigelegt. Der zweite Anschluss 32 ist ein P-Anschluss (positive Elektrode), an die eine Gleichstromleistungsversorgungsspannung als Leistungsumwandlungsziel angelegt wird.
  • Wie es in den 2, 3 und 8 gezeigt ist, ist das dritte leitende Element 43 an den zweiten Anschluss 32 und die erste Hauptoberfläche 111 der ersten Verdrahtungsschicht 11 gebondet. Folglich ist der zweite Anschluss 32 elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht 11 verbunden. Ferner ist in der Halbleitervorrichtung A10 die erste Rückseiten-Elektrode 211 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 über die erste Verdrahtungsschicht 11 und das dritte leitende Element 43 elektrisch mit dem zweiten Anschluss 32 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 ist das dritte leitende Element 43 aus einer Vielzahl von Drähten aufgebaut. Die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Drähten beinhaltet Kupfer oder Aluminium. Alternativ hierzu kann das dritte leitende Element 43 auch ein Metall-Clip sein.
  • Wie es in den 1 bis 3, 7 und 8 gezeigt ist, ist der dritte Anschluss 33 auf der anderen Seite in der ersten Richtung x in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht 11 und die zweite Verdrahtungsschicht 12 angeordnet. Das heißt, der dritte Anschluss 33 befindet sich in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht 11 und die zweite Verdrahtungsschicht 12 in der ersten Richtung x auf einer Seite, die dem Anschlussabschnitt 311 des ersten Anschlusses 31 und dem zweiten Anschluss 32 gegenüberliegt. Der dritte Anschluss 33 ist elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht 12 verbunden. Der dritte Anschluss 33 ist eine Metallplatte, die aus einem Material gebildet ist, das Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Ein Teil des dritten Anschlusses 33 ist mit dem Dichtungsharz 60 bedeckt. Der dritte Anschluss 33 hat ein drittes Montageloch 33A, das in der Dickenrichtung z durchdringt. Das dritte Montageloch 33A ist gegenüber dem Dichtungsharz 60 freigelegt. Aus dem dritten Anschluss 33 wird Wechselstromleistung ausgegeben, die von der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 und der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 gewandelt worden ist.
  • Wie es in den 2, 3 und 8 gezeigt ist, ist das vierte leitende Element 44 an den dritten Anschluss 33 und die zweite Hauptoberfläche 121 der zweiten Verdrahtungsschicht 12 gebondet. Infolgedessen ist der dritte Anschluss 33 elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht 12 verbunden. Ferner ist in der Halbleitervorrichtung A10 die zweite Rückseiten-Elektrode 221 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 elektrisch mit dem dritten Anschluss 33 über die zweite Verdrahtungsschicht 12 und das vierte leitende Element 44 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 ist das vierte leitende Element 44 aus einer Vielzahl von Drähten aufgebaut. Die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Drähten beinhaltet Kupfer oder Aluminium. Alternativ hierzu kann das vierte leitende Element 44 auch ein Metall-Clip sein.
  • Wie es in den 2, 3, 10 und 11 gezeigt ist, ist jedes der Vielzahl von ersten leitenden Elementen 41 an die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 und an die zweite Hauptoberfläche 121 der zweiten Verdrahtungsschicht 12 gebondet. Infolgedessen ist die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht 12 verbunden. Jedes der Vielzahl von ersten leitenden Elementen 41 erstreckt sich entlang der ersten Richtung x, wenn in der Dickenrichtung z betrachtet. In der Halbleitervorrichtung A10 ist jedes der Vielzahl von ersten leitenden Elementen 41 aus einer Vielzahl von Drähten aufgebaut. Die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Drähten beinhaltet Kupfer oder Aluminium. Alternativ hierzu kann jedes der Vielzahl von ersten leitenden Elementen 41 ein Metallanschluss („metal lead“) sein.
  • Wie es in den 2, 3, 10 und 12 gezeigt ist, ist jedes der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 und an den ersten Anschluss 31 gebondet. In der Halbleitervorrichtung A10 ist jedes der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 an den Basisabschnitt 312 des ersten Anschlusses 31 gebondet. Infolgedessen ist die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 elektrisch mit dem ersten Anschluss 31 verbunden. Jedes der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 überlappt die erste Verdrahtungsschicht 11, und zwar wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. In der Halbleitervorrichtung A10 erstreckt sich bei einer Betrachtung entlang der Dickenrichtung z jedes der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 entlang der ersten Richtung x und überlappt ein jeweiliges der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 und ein jeweiliges der Vielzahl von ersten leitenden Elementen 41. In der Halbleitervorrichtung A10 ist jedes der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 aus einer Vielzahl von Drähten aufgebaut. Die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Drähten beinhaltet Kupfer oder Aluminium. Alternativ hierzu kann die Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 ein Metallanschluss sein.
  • Wie es in den 2, 3 und 10 gezeigt ist, ist jeder von einigen der Vielzahl von Gate-Drähten 51 an die erste Gate-Elektrode 213 von einem jeweiligen der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 und an die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 gebondet. Infolgedessen ist die erste Gate-Elektrode 213 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 elektrisch mit der ersten Gate-Verdrahtungsschicht 141 verbunden und ist auch elektrisch mit dem ersten Gate-Terminal 341 verbunden, und zwar über einen des Paares von ersten Drähten 53. Wie es ferner in den 2, 3 und 10 gezeigt ist, ist jeder der verbleibenden Gate-Drähte 51 an die zweite Gate-Elektrode 223 von einem jeweiligen der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 und an die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142 gebondet. Infolgedessen ist die zweite Gate-Elektrode 223 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 elektrisch mit der zweiten Gate-Verdrahtungsschicht 142 verbunden und ist auch elektrisch mit dem zweiten Gate-Terminal 342 verbunden, und zwar über den anderen des Paares von ersten Drähten 53. Die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Gate-Drähten 51 beinhaltet Gold. Alternativ hierzu kann die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Gate-Drähten 51 Aluminium oder Kupfer enthalten.
  • Wie es in den 2, 3 und 10 gezeigt ist, ist jeder von einigen der Vielzahl von Erfassungsdrähten 52 an die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 von einem jeweiligen der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 und an die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151 gebondet. Infolgedessen ist die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 elektrisch mit der ersten Erfassungsverdrahtungsschicht 151 verbunden und ist auch elektrisch mit dem ersten Erfassungs-Terminal 351 verbunden, und zwar über einen des Paares von zweiten Drähten 54. Wie es ferner in den 2, 3 und 10 gezeigt ist, ist jeder der verbleibenden Erfassungsdrähte 52 an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 von einem jeweiligen der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 und an die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152 gebondet. Infolgedessen ist die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 von jedem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 elektrisch mit der zweiten Erfassungsverdrahtungsschicht 152 verbunden und ist auch elektrisch mit dem zweiten Erfassungs-Terminal 352 verbunden, und zwar über den anderen des Paares von zweiten Drähten 54. Die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Erfassungsdrähten 52 beinhaltet Gold. Alternativ hierzu kann die Zusammensetzung von jedem der Vielzahl von Erfassungsdrähten 52 Aluminium oder Kupfer enthalten.
  • Wie es in den 1 und 7 bis 9 gezeigt ist, bedeckt das Dichtungsharz 60 die erste Verdrahtungsschicht 11, die zweite Verdrahtungsschicht 12, das Substrat 13, die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141, die zweite Gate-Verdrahtungsschicht 142, die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151, die zweite Erfassungsverdrahtungsschicht 152, die Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21, die Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22, die Vielzahl von ersten leitenden Elementen 41, die Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42, das dritte leitende Element 43 und das vierte leitende Element 44. Ferner bedeckt das Dichtungsharz 60 jeweils einen Teil der Wärmeableitungsschicht 16, des ersten Anschlusses 31, des zweiten Anschlusses 32, des dritten Anschlusses 33, des ersten Gate-Terminals 341, des zweiten Gate-Terminals 342, des ersten Erfassungs-Terminals 351 und des zweiten Erfassungs-Terminals 352. Das Dichtungsharz 60 hat elektrische Isolation bzw. ist elektrisch isoliert. Das Dichtungsharz 60 ist aus einem Material gebildet, das beispielsweise ein schwarzes Epoxidharz enthält.
  • Wie es in den 1, 4 und 5 bis 9 gezeigt ist, hat das Dichtungsharz 60 eine obere Fläche 61, eine untere Fläche 62 und ein Paar von Seitenflächen 63. Die obere Fläche 61 ist in der Dickenrichtung z der gleichen Seite zugewandt wie die dritte Hauptoberfläche 131 des Substrats 13. Eine Fläche bzw. ein Flächeninhalt der oberen Fläche 61 ist größer als eine Fläche der dritten Hauptoberfläche 131. Die untere Fläche 62 weist in der Dickenrichtung z auf eine der oberen Fläche 61 gegenüberliegende Seite. Ein freiliegender Teil der Wärmeableitungsschicht 16 ragt in der Dickenrichtung z aus der unteren Fläche 62 heraus. Das Paar von Seitenflächen 63 ist in der ersten Richtung x beabstandet voneinander angeordnet und ist mit der oberen Fläche 61 und der unteren Fläche 62 verbunden. Der Anschlussabschnitt 311 des ersten Anschlusses 31 und der zweite Anschluss 32 sind gegenüber einer des Paares von Seitenflächen 63 freigelegt. Der dritte Anschluss 33 ist gegenüber der anderen des Paares von Seitenflächen 63 freigelegt.
  • Als Nächstes werden betriebliche Wirkungen der Halbleitervorrichtung A10 beschrieben.
  • Die Halbleitervorrichtung A10 enthält die erste Verdrahtungsschicht 11 mit der ersten Hauptoberfläche 111, die zweite Verdrahtungsschicht 12 mit der zweiten Hauptoberfläche 121, das erste Halbleiterelement 21 mit der ersten Hauptoberflächen-Elektrode 212 und gebondet an die erste Hauptoberfläche 111 sowie das zweite Halbleiterelement 22 mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 und gebondet an die zweite Hauptoberfläche 121. Ferner umfasst die Halbleitervorrichtung A10 den ersten Anschluss 31, der elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 verbunden ist, das erste leitende Element 41, das an die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 und die zweite Hauptoberfläche 121 gebondet ist, sowie das zweite leitende Element 42, das an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 und den ersten Anschluss 31 gebondet ist. Der erste Anschluss 31 ist auf der Seite, die in der Dickenrichtung z der ersten Hauptoberfläche 111 zugewandt ist, entfernt von der ersten Verdrahtungsschicht 11 angeordnet. Das zweite leitende Element 42 überlappt die erste Verdrahtungsschicht 11, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Infolgedessen sind in der Halbleitervorrichtung A10 der erste Anschluss 31 und das zweite leitende Element 42 in der Dickenrichtung z in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht 11 auf der Seite angeordnet, die der ersten Hauptoberfläche 111 zugewandt ist. Daher können die Abmessungen der Halbleitervorrichtung A10 in einer Draufsicht (aus dem Blickwinkel in der Dickenrichtung z) reduziert werden. Daher ist es mit der Halbleitervorrichtung A10 möglich, die Größe der Vorrichtung zu reduzieren.
  • Der erste Anschluss 31 (der Basisabschnitt 312 in der Halbleitervorrichtung A10) überlappt die erste Verdrahtungsschicht 11, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Infolgedessen wird in der Halbleitervorrichtung A10 eine gegenseitige Induktivität („mutual inductance“) erzeugt, die durch die erste Verdrahtungsschicht 11 und den ersten Anschluss 31 erzeugt wird. Aufgrund der gegenseitigen Induktivität wird die an die erste Verdrahtungsschicht 11 angelegte Induktivität reduziert. Daher kann ein Leistungsverlust in der ersten Verdrahtungsschicht 11 unterdrückt werden.
  • Das zweite leitende Element 42 überlappt das erste Halbleiterelement 21 in der Dickenrichtung z gesehen. Dies trägt zu der Verringerung der Abmessungen der Halbleitervorrichtung A10 in der zweiten Richtung y bei. Darüber hinaus überlappt das zweite leitende Element 42 das erste leitende Element 41 in der Dickenrichtung z gesehen. Infolgedessen wird in der Halbleitervorrichtung A10 eine durch das erste leitende Element 41 und das zweite leitende Element 42 verursachte gegenseitige Induktivität erzeugt. Aufgrund der gegenseitigen Induktivität wird die an das erste leitende Element 41 angelegte Induktivität reduziert. Daher kann ein Leistungsverlust von dem ersten Halbleiterelement 21 zu der zweiten Verdrahtungsschicht 12 unterdrückt werden.
  • Die Halbleitervorrichtung A10 beinhaltet ferner das Dichtungsharz 60. Das Dichtungsharz 60 bedeckt die erste Verdrahtungsschicht 11, die zweite Verdrahtungsschicht 12, das erste Halbleiterelement 21, das zweite Halbleiterelement 22, das erste leitende Element 41 und das zweite leitende Element 42 sowie einen Teil des ersten Anschlusses 31. Dadurch wird der erste Anschluss 31 in dem Dichtungsharz 60 gehalten und gleichzeitig eine Isolationswiderstandsspannung bzw. -stehspannung der Halbleitervorrichtung A10 gewährleistet.
  • Sowohl die dritte Hauptoberfläche 131 als auch die Rückfläche 132 des Substrats 13 sind in Kontakt mit dem Dichtungsharz 60. Dadurch kann verhindert werden, dass das Substrat 13 sich in der Dickenrichtung z von dem Dichtungsharz 60 löst. Außerdem enthält die Halbleitervorrichtung A10 die Wärmeableitungsschicht 16, die an die Rückfläche 132 gebondet ist. Die Wärmeableitungsschicht 16 ist gegenüber dem Dichtungsharz 60 freigelegt. Infolgedessen kann die Wärmeableitung der Halbleitervorrichtung A10 verbessert werden.
  • Die Dicke von jeder der ersten Verdrahtungsschicht 11 und der zweiten Verdrahtungsschicht 12 ist größer als die Dicke des Substrats 13. Infolgedessen kann in jeder der ersten Verdrahtungsschicht 11 und der zweiten Verdrahtungsschicht 12 die Wärmeleitungseffizienz („heat conduction efficiency“) in der Richtung orthogonal zu der Dickenrichtung z verbessert werden. Dies trägt zur Verbesserung der Wärmeableitung der Halbleitervorrichtung A10 bei.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Eine Halbleitervorrichtung A20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die 13 bis 16 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die mit denen der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 identisch oder ähnlich sind, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und redundante Erläuterungen hierzu sind weggelassen. Zum besseren Verständnis ist 13 für das Dichtungsharz 60 transparent bzw. das Dichtungsharz 60 ist in 13 transparent. In 13 ist das transparente Dichtungsharz 60 durch eine imaginäre Linie dargestellt. In 13 ist die Linie XIV-XIV durch eine Ein-Punkt-Strichlinie dargestellt.
  • In der Halbleitervorrichtung A20 unterscheiden sich die Konfigurationen des ersten Anschlusses 31, der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 und der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 von denen der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10.
  • Wie es in den 13 bis 16 gezeigt ist, weist der erste Anschluss 31 in der Halbleitervorrichtung A20 ferner eine Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 auf. Jeder der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 ist mit dem Basisabschnitt 312 verbunden und ist entlang der zweiten Richtung y aufgereiht bzw. angeordnet. Bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung z erstreckt sich jeder der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 ausgehend von dem Basisabschnitt 312 in Richtung hin zu einem der Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 in der ersten Richtung x. Die Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 ist individuell an die Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 gebondet. In der Halbleitervorrichtung A20 überlappen der Basisabschnitt 312 und die Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 die erste Verdrahtungsschicht 11, und zwar wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet überlappt der Basisabschnitt 312 außerdem die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141 und die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151.
  • Wie es in der 13 gezeigt ist, befindet sich mindestens eines der beiden Enden der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 in der ersten Richtung x außerhalb der ersten Verdrahtungsschicht 11. In der Halbleitervorrichtung A20 befindet sich jenes der beiden Enden von jedem der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 in der ersten Richtung x, das von dem Basisabschnitt 312 entfernt angeordnet ist, außerhalb der ersten Verdrahtungsschicht 11. Wie es in 16 dargestellt ist, ist das eine Ende hiervon als eine Spitze 313A bezeichnet. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet überlappt die Spitze 313A von jedem der Mehrzahl von Verlängerungsabschnitten 313 einen Bereich bzw. eine Region 13A des Substrats 13, der zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 11 und der zweiten Verdrahtungsschicht 12 sandwichartig liegt.
  • Wie es in 16 gezeigt ist, hat jedes der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 ferner ein Paar von Rändern 21A. Bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung z sind das Paar von Rändern 21A in der zweiten Richtung y voneinander getrennt bzw. beabstandet angeordnet und erstrecken sich entlang der ersten Richtung x. Bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung z überlappt eine Verlängerungslinie von einem des Paares von Rändern 21A das zweite Halbleiterelement 22. Infolgedessen weist die Halbleitervorrichtung A20 eine Konfiguration auf, in der die Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21 und die Vielzahl von zweiten Halbleiterelementen 22 in der zweiten Richtung y gestaffelt bzw. versetzt sind.
  • Wie es in 16 zu sehen ist, überlappt bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung z jeder der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 des ersten Anschlusses 31 mit einem jeweiligen des Paares von Rändern 21A von jedem der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21. Das heißt, jeder der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 überlappt ein beliebiges der Vielzahl von ersten Halbleiterelementen 21.
  • Wie es in 13 zu sehen ist, ist jedes der Vielzahl von ersten leitenden Elementen 41 entlang der Dickenrichtung z gesehen von der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 des ersten Anschlusses 31 und von der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 entfernt bzw. beabstandet angeordnet. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet ist jedes der Vielzahl von zweiten leitenden Elementen 42 in Bezug auf die erste Richtung x geneigt.
  • Als Nächstes werden betriebliche Wirkungen des Halbleiterbauteils A20 beschrieben.
  • Die Halbleitervorrichtung A20 enthält die erste Verdrahtungsschicht 11 mit der ersten Hauptoberfläche 111, die zweite Verdrahtungsschicht 12 mit der zweiten Hauptoberfläche 121, das erste Halbleiterelement 21 mit der ersten Hauptoberflächen-Elektrode 212 und gebondet an die erste Hauptoberfläche 111 sowie das zweite Halbleiterelement 22 mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 und gebondet an die zweite Hauptoberfläche 121. Ferner umfasst die Halbleitervorrichtung A20 den ersten Anschluss 31, der elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 verbunden ist, das erste leitende Element 41, das an die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 und die zweite Hauptoberfläche 121 gebondet ist, sowie das zweite leitende Element 42, das an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 und den ersten Anschluss 31 gebondet ist. Der erste Anschluss 31 ist entfernt von der ersten Verdrahtungsschicht 11 auf jener Seite angeordnet, die in der Dickenrichtung z der ersten Hauptoberfläche 111 zugewandt ist. Das zweite leitende Element 42 überlappt die erste Verdrahtungsschicht 11, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Daher ist es mit der Halbleitervorrichtung A20 möglich, die Größe der Vorrichtung zu reduzieren.
  • In der Halbleitervorrichtung A20 hat der erste Anschluss 31 den Verlängerungsabschnitt 313, der mit dem Basisabschnitt 312 verbunden ist und der die erste Verdrahtungsschicht 11 überlappt, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Der Verlängerungsabschnitt 313 erstreckt sich entlang der ersten Richtung x hin zu dem zweiten Halbleiterelement 22, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Das zweite leitende Element 42 ist an den Verlängerungsabschnitt 313 gebondet. Infolgedessen wird die Ausdehnung des zweiten leitfähigen Elements 42 kleiner als in dem Fall der Halbleitervorrichtung A10. Indem eine Querschnittsfläche des Verlängerungsabschnitts 313 in Bezug auf die erste Richtung x größer gemacht wird als eine Querschnittsfläche in Bezug auf die Erstreckungsrichtung des zweiten leitenden Elements 42, ist es außerdem möglich, einen parasitären Widerstand der Halbleitervorrichtung A20 zu reduzieren. Da außerdem die durch die erste Verdrahtungsschicht 11 und den ersten Anschluss 31 verursachte gegenseitige Induktivität größer wird, wird die an die erste Verdrahtungsschicht 11 angelegte Induktivität weiter reduziert. Daher kann die Verlustleistung bzw. der Leistungsverlust in der ersten Verdrahtungsschicht 11 effektiver unterdrückt werden.
  • Entlang der Dickenrichtung z gesehen überlappt die Spitze 313A des Verlängerungsabschnitts 313 des ersten Anschlusses 31 in der ersten Richtung x den Bereich 13A des Substrats 13, der sandwichartig zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 11 und der zweiten Verdrahtungsschicht 12 liegt (siehe 16). Infolgedessen kann in einem Herstellungsverfahren der Halbleitervorrichtung A20 ein Abstandshalter in einem Raum angeordnet werden, der in der Dickenrichtung z sandwichartig zwischen der Region 13A des Substrats 13 und der Spitze 313A des Verlängerungsabschnitts 313 liegt. Wenn das zweite leitende Element 42 an den Verlängerungsabschnitt 313 gebondet wird, kann daher eine Bond-Festigkeit des zweiten leitenden Elements 42 an dem Verlängerungsabschnitt 313 sichergestellt werden, da eine Verschiebung (Auslenkung) des Verlängerungsabschnitts 313 in der Dickenrichtung z reduziert ist.
  • In der Halbleitervorrichtung A20 weist das erste Halbleiterelement 21 ferner das Paar von Rändern bzw. das Ränderpaar 21A auf. Entlang der Dickenrichtung z betrachtet überlappt die Verlängerungslinie von einem des Paares von Rändern 21A das zweite Halbleiterelement 22. Folglich kann der Mindestabstand zwischen dem Verlängerungsabschnitt 313 und dem zweiten Halbleiterelement 22 in der Dickenrichtung z betrachtet weiter verringert werden. Infolgedessen wird die Ausdehnung des zweiten leitfähigen Elements 42 kleiner.
  • Entlang der Dickenrichtung z gesehen überlappt der Verlängerungsabschnitt 313 des ersten Anschlusses 31 einen des Paares von Rändern 21A des ersten Halbleiterelements 21. Dadurch ist es möglich, eine Ausdehnung der Abmessungen der Halbleitervorrichtung A20 in der ersten Richtung x aufgrund der Anordnung des Verlängerungsabschnitts 313 zu unterdrücken.
  • Entlang der Dickenrichtung z gesehen ist in der Halbleitervorrichtung A20 das erste leitende Element 41 von dem Verlängerungsabschnitt 313 und dem zweiten leitenden Element 42 entfernt angeordnet. Infolgedessen kann in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauteils A20, und zwar nachdem das zweite leitende Element 42 an den Verlängerungsabschnitt 313 des ersten Anschlusses 31 gebondet ist, das erste leitende Element 41 an die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 des ersten Halbleiterelements 21 gebondet werden, während verhindert wird, dass das erste leitende Element 41 mit dem zweiten leitenden Element 42 interferiert bzw. dieses stört.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Eine Halbleitervorrichtung A30 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die 17 bis 19 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die mit denen der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 identisch oder ähnlich sind, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, und redundante Erklärungen dazu werden weggelassen. Zum besseren Verständnis ist 17 für das Dichtungsharz 60 transparent. In 17 ist das transparente Dichtungsharz 60 durch eine imaginäre Linie dargestellt. In 17 ist eine Linie XVIII-XVIII durch eine Ein-Punkt-Strichlinie dargestellt.
  • In der Halbleitervorrichtung A30 unterscheidet sich die Konfiguration des ersten Anschlusses 31 von der Konfiguration der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A20.
  • Wie es in 17 gezeigt ist, befinden sich in der Halbleitervorrichtung A30 beide Enden von jedem der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 des ersten Anschlusses 31 in der ersten Richtung x außerhalb der ersten Verdrahtungsschicht 11. Daher überlappt in der Halbleitervorrichtung A30 die Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 313 die erste Verdrahtungsschicht 11 und die erste Gate-Verdrahtungsschicht 141, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet (siehe 19). Der Basisabschnitt 312 überlappt die erste Erfassungsverdrahtungsschicht 151, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet (siehe 18).
  • Als Nächstes werden betriebliche Wirkungen der Halbleitervorrichtung A30 beschrieben.
  • Die Halbleitervorrichtung A30 enthält die erste Verdrahtungsschicht 11 mit der ersten Hauptoberfläche 111, die zweite Verdrahtungsschicht 12 mit der zweiten Hauptoberfläche 121, das erste Halbleiterelement 21 mit der ersten Hauptoberflächen-Elektrode 212 und gebondet an die erste Hauptoberfläche 111 sowie das zweite Halbleiterelement 22 mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 und gebondet an die zweite Hauptoberfläche 121. Ferner umfasst die Halbleitervorrichtung A30 den ersten Anschluss 31, der elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode 222 verbunden ist, das erste leitende Element 41, das an die erste Hauptoberflächen-Elektrode 212 und die zweite Hauptoberfläche 121 gebondet ist, und das zweite leitende Element 42, das an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode 222 und den ersten Anschluss 31 gebondet ist. Der erste Anschluss 31 ist auf der Seite, die in der Dickenrichtung z der ersten Hauptoberfläche 111 zugewandt ist, entfernt von der ersten Verdrahtungsschicht 11 angeordnet. Das zweite leitende Element 42 überlappt die erste Verdrahtungsschicht 11 in der Dickenrichtung z gesehen. Dadurch ist es möglich, die Größe der Vorrichtung zu verringern.
  • In der Halbleitervorrichtung A30 befinden sich beide Enden des Verlängerungsabschnitts 313 des ersten Anschlusses 31 in der ersten Richtung x außerhalb der ersten Verdrahtungsschicht 11, wenn entlang der Dickenrichtung z betrachtet. Infolgedessen befindet sich der Gate-Draht 51 in der Dickenrichtung z gesehen entfernt von dem ersten Anschluss 31. Daher kann der Mindestabstand zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 11 und dem ersten Anschluss 31 in der Dickenrichtung z innerhalb eines Bereiches („range“) weiter verringert werden, in dem der erste Anschluss 31 nicht mit dem ersten Halbleiterelement 21 und dem Erfassungsdraht 52 in Kontakt kommt. Daher können die Abmessungen des Halbleiterbauteils A30 in der Dickenrichtung z verringert werden.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es in einigen Ausführungsformen möglich, eine Halbleitervorrichtung zu miniaturisieren.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die spezifische Konfiguration der einzelnen Teile der vorliegenden Offenbarung kann in der Konstruktion frei verändert werden.
  • Obgleich einige Ausführungsformen beschrieben worden sind, sind diese Ausführungsformen lediglich beispielhaft dargestellt worden und sollen den Schutzbereich der Offenbarungen nicht einschränken. Die hier beschriebenen Ausführungsformen können nämlich in einer Vielzahl von anderen Formen verkörpert bzw. ausgeführt werden. Darüber hinaus können verschiedene Auslassungen, Ersetzungen und Änderungen an der Form der hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne den Grundgedanken der Offenbarungen zu verlassen. Die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente sollen solche Formen oder Modifikationen abdecken, die in den Schutzbereich und Grundgedanken der Offenbarungen fallen würden.
  • 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
    • JP 2020160625 [0001]

Claims (17)

  1. Halbleitervorrichtung (A10, A2, A30), umfassend: eine erste Verdrahtungsschicht (11) mit einer ersten Hauptoberfläche (111), die einer Dickenrichtung (z) zugewandt ist; eine zweite Verdrahtungsschicht (12) mit einer zweiten Hauptoberfläche (121), die der gleichen Seite wie die erste Hauptoberfläche (111) in der Dickenrichtung (z) zugewandt ist und die von der ersten Verdrahtungsschicht (11) in einer ersten Richtung (x) orthogonal zu der Dickenrichtung (z) entfernt angeordnet ist; ein erstes Halbleiterelement (21) mit einer ersten Hauptoberflächen-Elektrode (212), das auf einer Seite vorgesehen ist, die der ersten Hauptoberfläche (111) in der Dickenrichtung (z) zugewandt ist, wobei das erste Halbleiterelement (21) an die erste Hauptoberfläche (111) gebondet ist; ein zweites Halbleiterelement (22) mit einer zweiten Hauptoberflächen-Elektrode (222), das auf einer Seite vorgesehen ist, die der zweiten Hauptoberfläche (121) in der Dickenrichtung (z) zugewandt ist, wobei das zweite Halbleiterelement (22) an die zweite Hauptoberfläche (121) gebondet ist; einen ersten Anschluss (31), der elektrisch mit der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode (222) verbunden ist, ein erstes leitendes Element (41), das an die erste Hauptoberflächen-Elektrode (212) und die zweite Hauptoberfläche (121) gebondet ist; und ein zweites leitendes Element (42), das an die zweite Hauptoberflächen-Elektrode (222) und den ersten Anschluss (31) gebondet ist, wobei der erste Anschluss (31) in der Dickenrichtung (z) von der ersten Verdrahtungsschicht (11) entfernt angeordnet ist, und zwar auf der der ersten Hauptoberfläche (111) zugewandten Seite, und wobei das zweite leitende Element (42) die erste Verdrahtungsschicht (11) bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung (z) überlappt.
  2. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 1, wobei der erste Anschluss (31) die erste Verdrahtungsschicht (11) bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung (z) überlappt.
  3. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Substrat (13) mit einer dritten Hauptoberfläche (131), die der gleichen Seite wie die erste Hauptoberfläche (111) und die zweite Hauptoberfläche (121) in der Dickenrichtung (z) zugewandt ist, wobei die erste Verdrahtungsschicht (11) und die zweite Verdrahtungsschicht (12) mit der dritten Hauptoberfläche (131) verbunden sind.
  4. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 3, wobei eine Dicke sowohl der ersten Verdrahtungsschicht (11) als auch der zweiten Verdrahtungsschicht (12) größer ist als eine Dicke des Substrats (13).
  5. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste Anschluss (31) einen Anschlussabschnitt (311) aufweist, der sich, entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet, außerhalb des Substrats (13) befindet, und einen Basisabschnitt (312) aufweist, der mit dem Anschlussabschnitt (311) verbunden ist und der, entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet, das Substrat (13) überlappt, und wobei der Basisabschnitt (311) in der ersten Richtung (x) auf einer Seite gegenüber der zweiten Verdrahtungsschicht (12) in Bezug auf das erste Halbleiterelement (21) angeordnet ist.
  6. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 5, wobei der Basisabschnitt (311) die erste Verdrahtungsschicht (11) überlappt, wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet, wobei das zweite leitende Element (42) an den Basisabschnitt (311) gebondet ist, und wobei das zweite leitende Element (42) das erste Halbleiterelement (21) überlappt, wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet.
  7. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 6, wobei das zweite leitende Element (42) das erste leitende Element (41) bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung (z) überlappt.
  8. Halbleitervorrichtung (A20, A30) nach Anspruch 5, wobei der erste Anschluss (31) einen Verlängerungsabschnitt (313) aufweist, der mit dem Basisabschnitt (312) verbunden ist und die erste Verdrahtungsschicht (11) bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung (z) überlappt, wobei sich der Verlängerungsabschnitt (313) entlang der ersten Richtung (x) in Richtung des zweiten Halbleiterelements (22) erstreckt, wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet, und wobei das zweite leitende Element (42) an den Verlängerungsabschnitt (313) gebondet ist.
  9. Halbleitervorrichtung (A20, A30) nach Anspruch 8, wobei mindestens eines der beiden Enden des Verlängerungsabschnitts (313) in der ersten Richtung (x) außerhalb der ersten Verdrahtungsschicht (11) angeordnet ist, wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet.
  10. Halbleitervorrichtung (A20, A30) nach Anspruch 9, wobei eine Spitze (313A) des Verlängerungsabschnitts (313) in der ersten Richtung (x) einen Bereich (13A) des Substrats (13) überlappt, der zwischen der ersten Verdrahtungsschicht (11) und der zweiten Verdrahtungsschicht (12) liegt, wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet.
  11. Halbleitervorrichtung (A20, A30) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das erste Halbleiterelement (21) bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung (z) ein Paar von Rändern (21A) aufweist, die in einer zweiten Richtung (y), die orthogonal ist zu sowohl der Dickenrichtung (z) als auch der ersten Richtung (x), voneinander beabstandet sind und sich entlang der ersten Richtung (x) erstrecken, und wobei eine Verlängerungslinie von einem beliebigen bzw. jedem des Paares von Rändern (21A) das zweite Halbleiterelement (22) überlappt, wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet.
  12. Halbleitervorrichtung (A20, A30) nach Anspruch 11, wobei der Verlängerungsabschnitt (313) bei Betrachtung entlang der Dickenrichtung (z) einen beliebigen bzw. jeden des Paares von Rändern (21A) überlappt.
  13. Halbleitervorrichtung (A20, A30) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das erste leitende Element (41) von dem Verlängerungsabschnitt (313) und dem zweiten leitenden Element (42) entfernt ist, wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet.
  14. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei das erste Halbleiterelement (21) eine erste Rückseiten-Elektrode (211) aufweist, die sich auf einer der ersten Hauptoberflächen-Elektrode (212) in der Dickenrichtung (z) gegenüberliegenden Seite befindet und elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht (11) verbunden ist, wobei die erste Rückseiten-Elektrode (211) an die erste Hauptoberfläche (111) gebondet ist, wobei das zweite Halbleiterelement (22) eine zweite Rückseiten-Elektrode (221) aufweist, die sich auf einer der zweiten Hauptoberflächen-Elektrode (222) in der Dickenrichtung (z) gegenüberliegenden Seite befindet und elektrisch mit der zweiten Verdrahtungsschicht (12) verbunden ist, und wobei die zweite Rückseiten-Elektrode (221) an die zweite Hauptoberfläche (121) gebondet ist.
  15. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 14, ferner umfassend einen zweiten Anschluss (32), der elektrisch mit der ersten Verdrahtungsschicht (11) verbunden ist, wobei der zweite Anschluss (32), wenn entlang der Dickenrichtung (z) betrachtet, von dem ersten Anschluss (31) entfernt ist, und wobei sowohl der Anschlussabschnitt (311) als auch der zweite Anschluss (32) auf einer Seite in der ersten Richtung (x) in Bezug auf die erste Verdrahtungsschicht (11) und die zweite Verdrahtungsschicht (12) angeordnet sind.
  16. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 15, ferner umfassend ein Dichtungsharz (60), das so konfiguriert ist, dass es die erste Verdrahtungsschicht (11), die zweite Verdrahtungsschicht (12), das erste Halbleiterelement (21), das zweite Halbleiterelement (22), das erste leitende Element (41) und das zweite leitende Element (42) sowie einen Teil sowohl des ersten Anschlusses (31) als auch des zweiten Anschlusses (32) bedeckt, wobei die dritte Hauptoberfläche (131) in Kontakt mit dem Dichtungsharz (60) steht.
  17. Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) nach Anspruch 16, wobei das Substrat (13) eine Rückfläche (132) aufweist, die in der Dickenrichtung (z) einer Seite entgegengesetzt zu der dritten Hauptoberfläche (131) zugewandt ist, wobei die Halbleitervorrichtung (A10, A20, A30) ferner eine Wärmeableitungsschicht (16) umfasst, die an die Rückfläche (132) gebondet ist und gegenüber dem Dichtungsharz (60) freiliegt, und wobei die Rückfläche (132) in Kontakt mit dem Dichtungsharz (60) steht.
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