DE10245867A1 - Leistungs-Halbleiterbauelement mit verbesserten Anschlusskontakten und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Leistungs-Halbleiterbauelement mit verbesserten Anschlusskontakten und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungs-Halbleiterbauelement, das einen Halbleiterkörper (100) mit einer ersten Seite (101) und einer zweiten Seite (102) sowie wenigstens einen im Bereich einer der Seiten angeordneten Anschlusskontakt (20, 30), der einen aktiven Halbleiterbereich (13, 14) oder eine Steuerelektrode (31) kontaktiert, aufweist. Das Halbleiterbauelement umfasst weiterhin eine oberhalb des wenigstens einen Anschlusskontaktes (20, 30) aufgebrachte elektrisch isolierende Schicht (50), die oberhalb des wenigstens einen Kontaktes (20, 30) ein Kontaktloch (51, 52) aufweist, wobei auf die elektrisch isolierende Schicht (50) eine Anschlusselektrode (61, 62) aufgebracht ist, die den Anschlusskontakt (20, 30) in dem Kontaktloch (51, 52) kontaktiert. DOLLAR A Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leistungs-Leistungshalbleiterbauelementes.

Description

  • Leistungs-Halbleiterbauelement mit verbesserten Anschlusskontakten und Verfahren zu dessen Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungs-Halbleiterbauelement gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Derartige, beispielsweise als Dioden oder MOSFET ausgebildete Halbleiter-Bauelemente sind hinlänglich bekannt.
  • Zum Schutz vor äußeren Einflüssen und um eine einfache Kontaktierung des Halbleiter-Bauelementes zu ermöglichen werden die Halbleiterkörper in Gehäuse integriert, die Anschlussstifte zum externen Anschließen der Bauelemente aufweisen. In dem Gehäuse sind Anschlusskontakte der Halbleiterkomponenten üblicherweise mittels Bonddrähten mit den Kontaktstiften elektrisch leitend verbunden. Bei vertikalen (Leistungs-)bauelementen, insbesondere Leistungs-MOSFET, bildet üblicherweise die Rückseite des Halbleiterkörpers einen der Anschlusskontakte und ist auf einen entsprechenden leitenden Rahmen (Leadframe) aufgebracht, während die beiden anderen Anschlüsse, üblicherweise der Gate-Anschluss und der Source-Anschluss, über Bonddrähte mit den Anschlussstiften elektrisch leitend verbunden sind.
  • Mit zunehmend kleiner werdenden Bauelementen verringert sich auch die für die Anschlusskontakte zur Verfügung stehende Fläche an dem Halbleiterbauelement. Abhängig von einer geforderten Stromtragfähigkeit des Leistungs-Halbleiterbauelementes dürfen die zur Kontaktierung der Anschlusskontakte eingesetzten Bonddrähte allerdings einen vorgegebenen Querschnitt nicht unterschreiten, wobei weiterhin zu berücksichtigen ist, dass die Anschlussfläche, auf welche der Bonddraht gebondet wird, aus Toleranzgründen wesentlich größer sein muss als der Querschnitt des Bonddrahtes.
  • Leistungs-Halbleiterbauelemente in Silizium-Carbid-Technologie zeichnen sich durch extrem niedrige spezifische Flächenwiderstände aus, wodurch die Bauelemente mit deutlich höheren Stromdichten betrieben werden können, so dass die Bauelemente gegenüber Halbleiterbauelementen in Silizium-Technologie flächenmäßig wesentlich kleiner realisiert werden können. Insbesondere bei derartigen Bauelementen sind die Anschlusskontakte, beispielsweise die Gate-Anschlusskontakte und die Source-Anschlusskontakte z.B. bei einem MOSFET, so klein, dass das Anschließen eines Bonddrahtes eines gegebenen gemeinsamen Querschnittes nicht sicher gewährleistet werden kann.
  • Zudem stellt bei Silizium-Carbid-Bauelementen, bei denen große Ströme über vergleichsweise kleine Querschnitte fließen, die Wärmeabfuhr weg von dem Halbleiterkörper ein zunehmendes Problem dar, wobei eine zusätzliche Wärmeabfuhr über die Vorderseite des Bauelements vorteilhaft ist. Der durch die Bonddrähte gelieferte Beitrag zur Wärmeabfuhr ist üblicherweise unzureichend.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Leistungs-Halbleiterbauelement zur Verfügung zu stellen, das sicher mittels Bonddrähten eines gewünschten Querschnitts kontaktierbar ist und bei dem gegenüber herkömmlichen Leistungs-Halbleiterbauelementen eine verbesserte Wärmeabfuhr gewährleistet ist. Ziel der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelementes.
  • Diese Ziele werden durch ein Leistungs-Halbleiterbauelement gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungs-Halbleiterbauelementes gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Leistungs-Halbleiterbauelement umfasst einen Halbleiterkörper mit einer ersten und einer zweiten Seite und wenigstens einen im Bereich einer der Seiten des Halbleiterkörpers angeordneten Anschlusskontakt, der eine Halbleiterzone oder eine Steuerelektrode kontaktiert. Oberhalb des wenigstens einen Anschlusskontaktes ist eine elektrisch isolierende Schicht aufgebracht, die oberhalb des Kontaktes ein Kontaktloch aufweist. Auf dieser elektrisch isolierenden Schicht befindet sich eine Anschlusselektrode, die den Anschlusskontakt in dem Kontaktloch kontaktiert.
  • Die elektrisch isolierende Schicht kann beispielsweise eine Passivierungsschicht sein, die auch bei herkömmlichen Halbleiterbauelementen zur Oberflächenpassivierung des Bauelementes eingesetzt wird. Die Anschlusselektrode oberhalb dieser elektrisch isolierenden Schicht bzw. Passivierungsschicht kann flächenmäßig größer ausgebildet sein, als der wenigstens eine Anschlusskontakt und kann darüber hinaus eine andere Geometrie als der durch sie kontaktierte Anschlusskontakt aufweisen, was gegebenenfalls das Kontaktieren dieser Anschlusselektrode mittels eines Bonddrahtes erleichtert. Die Anschlusselektrode wird beispielsweise durch Aufbringen einer Metallschicht in Dickschichttechnologie auf diese Passivierungsschicht kann aufgebracht, wobei die Fläche dieser Anschlusselektrode weitgehend unabhängig von dem Anschlusskontakt auf der Chipfläche angeordnet sein kann. Das Anordnen einer mit dem Anschlusskontakt elektrisch leitend verbundenen Anschlusselektrode auf dieser Passivierungsschicht verbessert darüber hinaus die Wärmeabfuhr aus dem Halbleiterkörper.
  • Wird die elektrisch isolierende Schicht, die beispielsweise ein Dielektrikum, wie zum Beispiel Polyimid, ist, ausreichend dick gewählt, so besteht die Möglichkeit, die Elektrodenschicht auf dieser Dielektrikumsschicht auch über solche Bereiche auszudehnen, in denen unterhalb der Dielektrikumsschicht Randbereiche des Halbleiterbauelements angeordnet sind. In hinlänglich bekannter Weise sind bei Leistungs-Halbleiterbauelementen spezielle Randbereiche vorgesehen, durch die verhindert werden soll, dass die Spannungsfestig keit des Bauelementes im Randbereich geringer als in den übrigen Bereichen ist. Diese Randbereiche können unmittelbar benachbart zu der Chipoberfläche nicht durch Anschlusskontakte genutzt werden, so dass auf der Chipfläche weniger Fläche für Anschlusskontakte zur Verfügung steht, als oberhalb der elektrisch isolierenden Schicht.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halbleiterbauelement einen ersten und einen zweiten Anschlusskontakt aufweist, wobei die elektrisch isolierende Schicht über dem Halbleiterkörper aufgebracht wird und beide Anschlusskontakte überdeckt. In der elektrisch isolierenden Schicht ist für jeden der Anschlusskontakte ein Kontaktloch vorhanden, wobei eine erste auf der elektrisch isolierenden Schicht angeordnete Anschlusselektrode den ersten Anschlusskontakt über das erste Kontaktloch kontaktiert und eine zweite auf der elektrisch isolierenden Schicht angeordnete Anschlusselektrode den zweiten Anschlusskontakt über das zweite Kontaktloch kontaktiert. Die beiden Anschlusselektroden sind dabei elektrisch gegeneinander isoliert. Bei einem als Leistungs-MOSFET ausgebildeten Halbleiterbauelement bildet beispielsweise ein Anschlusskontakt für die Gate-Elektrode den ersten Anschlusskontakt und eine Kontaktfläche für die Source-Elektrode bildet den zweiten Anschlusskontakt. Leistungs-MOSFET sind üblicherweise zellenartig mit einer Vielzahl gleichartig aufgebauter Transistorzellen realisiert, wobei die Gate-Anschlussfläche üblicherweise in einem Bereich des Chips angeordnet ist, in dem keine Transistorzellen vorhanden sind. Die Gate-Anschlussfläche ist daher üblicherweise kleiner als die Source-Anschlussfläche ausgebildet, wodurch das Bonden der Gate-Anschlussfläche bei herkömmlichen Bauelementen erschwert ist. Bei dem erfindungsgemäßen Bauelement werden dagegen anstelle der Anschlussflächen unmittelbar benachbart zu dem Halbleiterkörper die Anschlusselektroden oberhalb der elektrisch isolierenden Schicht bzw. der Passivierungsschicht mittels Bonddrähten kontaktiert. Diese Anschlusselektroden können unabhängig vom Flächenverhältnis der durch sie kontaktierten Anschlusselektroden gleich groß ausgebildet werden, um beide Anschlusselektroden in gleicher einfacher Weise kontaktieren zu können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Leistungs-Halbleiterbauelementes umfasst das Bereitstellen einer Anordnung mit einem Halbleiterkörper, der eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, und mit wenigstens einem eine Halbleiterzone oder eine Steuerelektrode kontaktierenden Anschlusskontakt im Bereich einer der Seiten. Oberhalb dieser einen Seite des Halbleiterkörpers mit dem Anschlusskontakt wird eine elektrisch isolierende Schicht, beispielsweise eine Dielektrikumsschicht aufgebracht, wobei in dieser Dielektrikumsschicht oberhalb des Anschlusskontaktes ein Kontaktloch erzeugt wird. Anschließend wird eine Anschlusselektrode auf der elektrisch isolierenden Schicht erzeugt, die den Anschlusskontakt in dem Kontaktloch kontaktiert.
  • Die elektrisch isolierende Schicht ist vorzugsweise eine Passivierungsschicht, die zur Oberflächenpassivierung auf den Halbleiterkörper aufgebracht wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Figuren zeigt
  • 1 eine Halbleiteranordnung während eines Stadiums zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements in Draufsicht (1a) und im Querschnitt (1b),
  • 2 die Halbleiteranordnung gemäß 1 nach dem Aufbringen einer elektrisch isolierenden Schicht mit Kontaktlöchern in Draufsicht (2a) und im Querschnitt (2b),
  • 3 die Halbleiteranordnung gemäß 2 nach dem Herstellen von Anschlusselektroden in Draufsicht (3a) und im Querschnitt (3b),
  • 4 eine ausschnittsweise Darstellung eines weiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes.
  • In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Halbleiterzonen mit gleicher Bedeutung.
  • Der grundsätzliche Aufbau eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes zeigt sich am Besten anhand von Verfahrensschritten zur Herstellung des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes, wie sie nachfolgend anhand der 1 bis 3 erläutert werden.
  • Grundlegender Bestandteil des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes ist eine Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterkörper 100 und wenigstens einem Anschlusskontakt, der eine Halbleiterzone oder eine Steuerelektrode des Halbleiterbauelements kontaktiert. 1a zeigt eine solche Halbleiteranordnung in Draufsicht, wobei das Bezugszeichen 100 einen Halbleiterkörper, das Bezugszeichen 101 eine Vorderseite des Halbleiterkörpers 100 und die Bezugszeichen 20, 30 erste und zweite Anschlusskontakte auf der Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100 bezeichnen. Diese beiden Anschlusskontakte 20, 30 sind mittels einer Isolationsschicht 40 gegeneinander isoliert. Die Anordnung gemäß 1a entspricht einer herkömmlichen Bauelementestruktur eines MOSFET vor der Oberflächenpassivierung, wobei bei herkömmlichen Halbleiterbauelementen die Anschlusskontakte 20, 30 unmittelbar mittels Bonddrähten kontaktiert werden. Die Anschlusselektrode 20 bildet beispielsweise den Source-Anschluss eines als Leistungs-MOSFET ausgebildeten Halbleiterbauelements und der Anschlusskontakt 30 bildet beispielsweise dessen Gate-Anschluss.
  • 1b zeigt den in 1a in Draufsicht dargestellten Anordnung ausschnittsweise im Querschnitt entlang der Schnittebene I-I, wobei in dem Beispiel davon ausgegangen ist, dass das Halbleiterbauelement als Leistungs-MOSFET ausgebildet ist. Derartige Leistungs-MOSFETs sind in hinlänglich bekannter Weise zellenartig aufgebaut, wobei eine Vielzahl gleichartiger Transistorzellen vorhanden sind, deren Drain-Source-Strecken parallel geschaltet sind und die gemeinsam angesteuert sind.
  • Das Bauelement umfasst einen Halbleiterkörper 100 mit einer Driftstrecke 12 und einer im Bereich der Rückseite 102 angeordneten Drain-Zone 11, wobei die Driftstrecke 12 und die Drain-Zone 11 vom selben Leitungstyp sind und die Driftstrecke 12 schwächer als die Drain-Zone 11 dotiert ist. Bei einem n-leitenden MOSFET sind diese beiden Zonen 11, 12 n-dotiert. In der Drift-Zone 12 sind im Bereich der Vorderseite 101 eine Vielzahl komplementär zu der Drift-Zone 12 dotierter Body-Zonen 13 vorhanden, in denen ausgehend von der Vorderseite 101 stark dotierte Source-Zonen 14 desselben Leitungstyps wie die Driftstrecke 12 eingebettet sind. Bei dem in dem Beispiel als DMOS-Transistor ausgebildeten Halbleiterbauelement sind isoliert gegenüber dem Halbleiterkörper 100 oberhalb der Vorderseite 101 Gate-Elektroden 31 angeordnet, die sich in lateraler Richtung von den Source-Zonen 14 bis zu solchen Bereichen 121 der Driftstrecke 12, die bis an die Vorderseite 101 des Halbleiterkörpers 100 reichen, erstrecken, um bei Anlegen eines geeigneten Ansteuerpotentials einen leitenden Kanal in den Body-Zonen 13 unterhalb der Vorderseite 101 zwischen den Source-Zonen 14 und der Drift-Zone 12 auszubilden. In dem Querschnitt in 1b sind einzelne Abschnitte 31 der Gate-Elektrode dargestellt, wobei darauf hinzuweisen ist, dass diese Abschnitte 31 Bestandteile einer einzigen Gate-Elektrode sind, die in Draufsicht gitterartig ausgebildet ist. Die Isolationsschicht 41 bzw. die Gate-Elektrode 31 weist Kontaktlöcher 42 auf, über welche eine Source-Elektrode 20 die Source-Zonen 14 und die Body-Zonen 13 kontaktiert. Die Source-Elektrode 20 kontaktiert alle Source-Zonen 14 und alle Body-Zonen 13, um die Transistorzellen, die eine gemeinsame Drift-Zone 12 und eine gemeinsame Drain-Zone 11 besitzen parallel zu schalten.
  • Die Source-Elektrode 20 bildet einen Anschlusskontakt des Halbleiterbauelements. Ein zweiter Anschlusskontakt des Halbleiterbauelements wird durch einen elektrisch leitend mit der Gate-Elektrode 31 verbundenen Kontakt 30 gebildet, wobei dieser Kontakt 30 oberhalb eines Halbleiterbereiches angeordnet ist, in dem keine Transistorzellen vorhanden sind. Der Kontakt 30, der sich in dem Beispiel in vertikaler Richtung weiter nach oben erstreckt als die Gate-Elektrode 31, ist lediglich schematisch dargestellt. Auf die Darstellung geeigneter Randabschlüsse des Zellenfeldes, das im Bereich unterhalb des zweiten Anschlusskontaktes 30 endet, ist in 1b verzichtet.
  • 1b repräsentiert einen Querschnitt durch einen herkömmlichen Leistungs-MOSFET mit einer oberhalb des Halbleiterkörpers 100 kontaktierbaren Source-Elektrode 20, die elektrisch leitend mit den Source-Zonen 14 und der Body-Zonen 13 verbunden ist, sowie mit einem oberhalb des Halbleiterkörpers 100 kontaktierbaren Gate-Kontakt 30, der gegenüber der Source-Elektrode 20 isoliert ist. Da die Fläche unterhalb des Kontaktes 30 nicht für Transistorzellen zur Verfügung steht, ist man bemüht, die Fläche dieses Anschlusskontaktes 30 möglichst gering zu halten, was bei herkömmlichen Bauelementen jedoch das Anschließen eines Bonddrahtes an diesen Kontakt erschwert.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement ist eine elektrisch isolierende Schicht 50, beispielsweise eine Dielektrikumsschicht, oberhalb des Anschlusskontakts oder der Anschlusskontakte 20, 30 angeordnet, die Kontaktlöcher 51, 52 oberhalb der Anschlusskontakte 20, 30 aufweist.
  • 2a zeigt die Halbleiteranordnung gemäß 1a in Draufsicht nach dem Aufbringen dieser elektrisch isolierenden Schicht 50, mit den beiden Kontaktlöchern 51, 52 über dem ersten Anschlusskontakt 20 bzw. dem zweiten Anschlusskontakt 30.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem der Gate-Kontakt 30 ringförmig von dem Source-Kontakt 20 umgeben ist, reicht die Isolationsschicht 50 über die Ränder des Source-Kontaktes 20 hinaus, die Fläche der Isolationsschicht 50 ist damit größer als die Summe der Flächen des Gate-Kontakts 30 und des Source-Kontakts 20.
  • 2b zeigt die Anordnung gemäß 2a ausschnittsweise im Querschnitt mit der sich über die Source-Elektrode 20 und die Gate-Elektrode 30 erstreckenden Isolationsschicht 50, in der ein erstes Kontaktloch 51 oberhalb der Source-Elektrode 20 und ein zweites Kontaktloch 52 oberhalb der Gate-Elektrode 30 vorhanden ist.
  • Auf diese Isolationsschicht sind bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement eine erste Anschlusselektrode 61 und eine zweite Anschlusselektrode 62 aufgebracht, die in 3a in Draufsicht und in 3b im Querschnitt dargestellt ist. Die erste Anschlusselektrode 61 kontaktiert dabei über das erste Kontaktloch 61 in der Isolationsschicht 50 die Source-Elektrode 20 und über das zweite Kontaktloch 52 in der Isolationsschicht 50 die Gate-Elektrode 30.
  • Die erste und zweite Anschlusselektrode 62, 61 oberhalb der Isolationsschicht 60 sind in dem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rechteckförmig und annäherungsweise mit gleicher Fläche ausgebildet. Derartige rechteckförmige Elektroden können einfach mittels Bonddrähten kontaktiert werden. Zum Anschließen eines Bonddrahtes an eine Kontaktfläche ist eine rechteckförmige oder eine quadratische Fläche erforderlich, die wesentlich größer ist als der Querschnitt des Bonddrahtes. Die erste Anschlusselektrode 62 die größer ist als die Fläche des Gate-Kontakts 30 bildet eine solche rechteckförmi ge Fläche und ist wegen ihrer Geometrie und Abmessungen durch Bonddrähte größeren Durchmessers als der Gate-Kontakt 30 kontaktierbar. Darüber hinaus ist die rechteckförmige Fläche der zweiten Anschlusselektrode 61 größer als die größte auf der ringförmigen Source-Elektrode 20 vorhandene rechteckförmigen Fläche, so dass auch die Source-Elektrode 20 über die Anschlusselektrode 61 mit einem Bonddraht größeren Durchmessers kontaktierbar ist als dies bei unmittelbarer Kontaktierung der Source-Elektrode 20 mittels eines Bonddrahtes möglich wäre.
  • Darüber hinaus sorgen die großflächigen Anschlusselektroden 61, 62 für eine gute Wärmeabfuhr von dem Halbleiterkörper 100 nach außen.
  • Die Anschlusselektroden 61, 62 sind beispielsweise durch eine Metallschicht gebildet, die in Dickschichttechnologie mittels geeigneter Masken auf die Oberseite der Isolationsschicht 50 aufgebracht worden ist.
  • In dem in 3a dargestellten Ausführungsbeispiel reichen die erste und zweite Anschlusselektrode 61, 62 in lateraler Richtung nicht über die Fläche der darunter liegenden Source-Elektrode 20 hinaus. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Anschlusselektroden 61, 62 auch annäherungsweise die gesamte Fläche der Isolationsschicht 50 überdecken können, sofern eine ausreichende Isolation zwischen den beiden Anschlusselektroden 61, 62 gewährleistet ist. Hierdurch lässt sich die zum Anschließen eines Bonddrahtes zur Verfügung stehende Fläche weiter vergrößern. Zu Zwecken der Veranschaulichung ist ein solcher Bonddraht 80 in 3b auf der ersten Anschlusselektrode 61 eingezeichnet.
  • Der Vorteil des Vorsehens der ersten und zweiten Anschlusselektrode 61, 62 auf der Isolationsschicht 50 oberhalb des Halbleiterkörpers 100 besteht darin, dass die Flächen 61, 62 zur Kontaktierung des Bonddrahtes weitgehend unabhängig von den auf dem Bauelement integrierten Kontaktflächen 20, 30 angeordnet werden können. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Anschlusselektroden 61, 62 großflächiger als die Kontaktflächen 20, 30 unmittelbar benachbart zu den Halbleiterkörper 100 auszubilden.
  • Diese Anschlussflächen können selbstverständlich auch mittels Lötverbindungen anstelle eines Bonddrahtes kontaktiert werden.
  • Die Anschlusselektroden können bei ausreichender Dicke der Isolationsschicht 50 auch oberhalb von Randbereichen des Halbleiterbauelementes angeordnet sein, ohne die Spannungsfestigkeit des Bauelementes negativ zu beeinflussen. In hinlänglich bekannter Weise besitzen Leistungs-Halbleiterbauelemente im Randbereich der aktiven Halbleiterzonen geeignete Strukturen, die einen Spannungsdurchbruch des Halbleiterbauelementes im Randbereich verhindern sollen. Kontaktflächen unmittelbar benachbart zu dem Halbleiterkörper dürfen sich dabei nicht bis in diese Randbereiche erstrecken, um die Spannungsfestigkeit im Randbereich nicht negativ zu beeinträchtigen. Bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement kann die Fläche oberhalb dieser Randbereiche für die Kontaktierung mitgenutzt werden, sofern die Isolationsschicht ausreichend dick ist. Die Dicke und das verwendete Material der Isolationsschicht ist dabei abhängig von der geforderten Spannungsfestigkeit des Halbleiterbauelementes. Die Isolationsschicht besteht beispielsweise aus einem Polyimid, dessen Dicke zwischen 2 μm und 10 μm, vorzugsweise etwa 5 μm beträgt.
  • 4 zeigt ein als Diode ausgebildetes erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement ausschnittsweise in Seitenansicht im Querschnitt. Das Bauelement umfasst einen Halbleiterkörper 200 mit einer in dem Ausführungsbeispiel n-dotierten Drift-Zone 112 und einer sich an die Drift-Zone 112 im Bereich der Rückseite 202 des Halbleiterkörpers 200 anschließenden stär ker dotierten Kathoden-Zone 111. Im Bereich der Vorderseite 201 des Halbleiterkörpers 200 ist in die Drift-Zone 112 eine stark p-dotierte Anoden-Zone 113 eingebracht, die durch einen Anschlusskontakt 120, beispielsweise einen Metallkontakt, kontaktiert ist.
  • Zum Rand des Halbleiterkörpers 112 hin schließt sich an die Anoden-Zone 113 eine schwächer p-dotierte Randzone 115 an, wobei unmittelbar am Rand 203 des Halbleiterbauelementes die Grunddotierung der beispielsweise mittels Epitaxie hergestellten Drift-Zone 112 vorhanden ist. Diese sich an die stark dotierte Anoden-Zone 113 in lateraler Richtung anschließende Randstruktur mit der schwächer dotierten Randzone 115 und der Grunddotierung vermeidet einen Spannungsdurchbruch des Halbleiterbauelementes im Randbereich, wobei sich der Anschlusskontakt 120 nicht bis in den Randbereich erstrecken darf. Erfindungsgemäß ist auf die Vorderseite 201 bzw. auf den Anschlusskontakt 120 eine Isolationsschicht 150 aufgebracht, die oberhalb des Anschlusskontaktes 120 ein Kontaktloch 151 aufweist. Auf diese Isolationsschicht 10 ist eine Anschlusselektrode 160 aufgebracht, die den Anschlusskontakt 120 in dem Kontaktloch 151 kontaktiert, wobei sich die Anschlusselektrode 160 oberhalb der Isolationsschicht 10 bis über den Randbereich erstreckt, um die zum Anschließen eines Bonddrahtes zur Verfügung stehende Fläche der Anschlusselektrode 160 zu vergrößern. Die Dicke der Isolationsschicht 150 ist dabei so gewählt ist, dass die Spannungsfestigkeit des Bauelementes im Randbereich nicht beeinträchtigt ist. Simulationen haben gezeigt, dass bei Dioden mit einer Spannungsfestigkeit bis 1200 V und Verwendung von Polyimid als Isolationsmaterial die Dicke der Isolationsschicht 150 zwischen 2 μ und 10 μm, vorzugsweise 5 μm betragen muss, um bei einer großflächig abgeschiedenen Elektrode 160 die Spannungsfestigkeit des Bauelementes im Randbereich nicht zu beeinträchtigen.
  • Das erfindungsgemäße Konzept zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen, bei dem vorgesehen ist, eine Isolationsschicht auf Anschlusskontakte aufzubringen und diese Anschlusskontakte mittels auf der Isolationsschicht aufgebrachter Anschlusselektroden zu kontaktieren, ist selbstverständlich auf beliebige Halbleiterbauelemente anwendbar und nicht auf die vorangehend erläuterten MOSFET und Dioden beschränkt. Das erfindungsgemäße Konzept ermöglicht es, Anschlusselektroden für Bonddrahtverbindungen in ihrer Geometrie weitgehend unabhängig von der Geometrie der unmittelbar auf den Chip aufgebrachten Kontaktflächen, die häufig durch Designanforderungen gegeben sind, auszuwählen.
  • Außerdem ist es selbstverständlich nicht zwingend erforderlich, die oberhalb der Isolationsschicht hergestellten Kontakte mittels Bonddrähten zu kontaktieren. Diese Anschlusskontakte können auch mittels (großflächiger) Kontaktflächen, die auf den Anschlusskontakt aufgelötet werden, kontaktiert werden.
  • Selbstverständlich können mittels des erläuterten Verfahrens auch beidseitig, das heißt auf der Vorderseite und der Rückseite des Bauelementes, Anschlusskontakte hergestellt werden, die unterschiedliche Halbleiterzonen in dem Bauelement kontaktieren. Das Bauelement kann dabei zwischen Anschlusskontakte eingepresst werden, um die Anschlussflächen mittels einer solchen Presskontaktierung zu kontaktieren.
  • Wegen der Möglichkeit, einen großflächigen Anschlusskontakt vorzusehen, besteht auch die Möglichkeit, diesen Anschlusskontakt dazu zu nutzen, das Bauelement mittels dieses Kontaktes auf einen Leadframe oder eine Platine aufzusetzen, sofern nur ein Anschlusskontakt auf dieser Seite des Bauelements vorhanden ist.

Claims (13)

  1. Leistungs-Halbleiterbauelement, das folgende Merkmale aufweist: – einen Halbleiterkörper (100; 200) mit einer ersten Seite (101; 201) und einer zweiten Seite (102; 202), – wenigstens einen im Bereich einer der Seiten angeordneten Anschlusskontakt (20, 30; 120), der eine Halbleiterzone (13, 14) oder eine Steuerelektrode (31) kontaktiert, gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale: – eine oberhalb wenigstens einer des Anschlusskontakts (20, 30; 120) aufgebrachte elektrisch isolierende Schicht (50; 150), die oberhalb des wenigstens einen Kontakts (20, 30; 120) ein Kontaktloch (51, 52; 150) aufweist, – eine auf der elektrisch isolierenden Schicht (50; 150) aufgebrachte Anschlusselektrode (61, 62; 160), die den wenigstens einen Anschlusskontakt (20, 30; 120) in dem Kontaktloch (51, 52; 150) kontaktiert.
  2. Leistungs-Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine Anschlusselektrode (61, 62; 160) mittels eines Bonddrahtes (80) kontaktiert ist.
  3. Leistungs-Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, bei dem die wenigstens eine Anschlusselektrode (61, 62; 160) mittels einer Lötverbindung kontaktiert ist.
  4. Leistungs-Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Anschlusselektrode (61, 62; 160) wenigstens abschnittsweise bis an einen Rand der elektrisch isolierenden Schicht (50; 150) reicht.
  5. Leistungs-Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das folgende Merkmale aufweist: – einen ersten Anschlusskontakt (20), der eine aktive Halbleiterzone (13, 14) in dem Halbleiterkörper (100) kontak tiert, und einen zweiten Anschlusskontakt (30), der eine Steuerelektrode (31) kontaktiert, – ein erstes Kontaktloch (51) oberhalb des ersten Anschlusskontaktes (20) und ein zweites Kontaktloch (52) oberhalb des zweiten Anschlusskontaktes (30) in der elektrisch isolierenden Schicht (50), – eine auf der elektrisch isolierenden Schicht (50) angeordnete erste Anschlusselektrode (61), die den ersten Anschlusskontakt (20) in dem ersten Kontaktloch (51) kontaktiert, und eine auf der elektrisch isolierenden Schicht (50) angeordnete zweite Anschlusselektrode (62), die den zweiten Anschlusskontakt (30) in dem zweiten Kontaktloch (52) kontaktiert, wobei die erste und zweite Anschlusselektrode (61, 62) elektrisch gegeneinander isoliert sind.
  6. Leistungs-Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, das als MOSFET oder IGBT ausgebildet ist, wobei der erste Anschlusskontakt (20) die Source-Zone (14) und der zweite Anschlusskontakt (30) die Gate-Elektrode (31) kontaktiert.
  7. Leistungs-Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterkörper wenigstens einen ersten Kontakt auf der ersten Seite und wenigstens einen zweiten Kontakt auf der zweiten Seite aufweist, die jeweils mittels eines auf einer Isolationsschicht angeordneten Anschlusskontaktes über jeweils ein Kontaktloch kontaktiert sind.
  8. Leistungs-Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Halbleitermaterial Siliziumcarbid ist.
  9. Leistungs-Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch isolierende Schicht (50) eine Passivierungsschicht des Halbleiterbauelements ist.
  10. Leistungs-Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch isolierende Schicht (50) eine Polyimidschicht ist.
  11. Leistungs-Halbleiterbauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Dicke der elektrisch isolierenden Schicht (50) größer als 2μm ist und vorzugsweise im Bereich zwischen 2μm und 10μm liegt.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Leistungs-Halbleiterbauelements, das folgende Verfahrensschritte umfasst: – Bereitstellen einer Anordnung mit einem Halbleiterkörper (100; 200), der eine erste Seite (101; 201) und eine zweite Seite (102; 202) aufweist, und mit wenigstens einem eine Halbleiterzone (13, 14; 113) oder eine Steuerelektrode (31) kontaktierenden Anschlusskontakt (20, 30; 120) im Bereich einer der Seiten (101; 201), – Aufbringen einer elektrisch isolierenden Schicht (50; 150) oberhalb der einen Seite (101; 201) des Halbleiterkörpers, – Erzeugen eines Kontaktloches (51, 52; 151) in der elektrisch isolierenden Schicht (50) oberhalb des Anschlusskontakts (20, 30; 120), – Herstellen einer Anschlusselektrode (61, 62; 160) auf der elektrisch isolierenden Schicht (50; 150), die den Anschlusskontakt (20, 30; 120) in dem Kontaktloch (51, 52; 151) kontaktiert.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Anschlusselektrode (61, 62; 160) wenigstens abschnittsweise bis an einen Rand der elektrisch isolierenden Schicht (50) reicht.
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