DE112011103926B4 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112011103926B4
DE112011103926B4 DE112011103926.3T DE112011103926T DE112011103926B4 DE 112011103926 B4 DE112011103926 B4 DE 112011103926B4 DE 112011103926 T DE112011103926 T DE 112011103926T DE 112011103926 B4 DE112011103926 B4 DE 112011103926B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sealing resin
semiconductor element
semiconductor device
partition
electrode structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE112011103926.3T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112011103926T5 (de
Inventor
Seiki Hiramatsu
Mamoru Terai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112011103926T5 publication Critical patent/DE112011103926T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112011103926B4 publication Critical patent/DE112011103926B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293—Organic, e.g. plastic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3135—Double encapsulation or coating and encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/562—Protection against mechanical damage
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1602—Diamond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49109—Connecting at different heights outside the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Halbleitervorrichtung, die Folgendes aufweist: – ein Halbleiterelement-Substrat (4), bei dem eine Elektrodenstruktur (2) auf der einen Oberfläche eines isolierenden Substrats (1) gebildet ist und eine Rückseiten-Elektrode (3) auf der anderen Oberfläche des isolierenden Substrats (1) gebildet ist; – eine aus Harz gebildete Spannungsentlastungs-Haftschicht (8), die zumindest einen Teil eines Oberflächenbereichs des isolierenden Substrats (1), in dem die Elektrodenstruktur (2) und die Rückseiten-Elektrode (3) nicht gebildet sind, sowie einen Teil eines Oberflächenbereichs der Elektrodenstruktur (2) bedeckt; – ein Halbleiterelement (5, 6), das über ein Bondverbindungsmaterial (7) an der Oberfläche der Elektrodenstruktur (2) gegenüber von dem isolierenden Substrat (1) angebracht ist; und – ein erstes Dichtharzelement (12, 120), das das Halbleiterelement (5, 6) und das Halbleiterelement-Substrat (4) bedeckt, wobei der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Dichtharzelements (12, 120) näher bei dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elektrodenstruktur (2) liegt als der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des isolierenden Substrats (1) und wobei der Elastizitätsmodul der Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120); wobei die Halbleitervorrichtung ferner eine aus Harz gebildete Trennwand (90) aufweist, deren Höhe größer ist als die Höhe des Halbleiterelements (5, 6), wobei die Trennwand (90) derart ausgebildet ist, dass sie die Peripherie des Halbleiterelement-Substrats (4) auf einer Seite des Halbleiterelement-Substrats (4) umschließt, auf der das Halbleiterelement (5, 6) angebracht ist; wobei das erste Dichtharzelement (12, 120) den Bereich innenseitig der Trennwand (90) ausfüllt und der Elastizitätsmodul der Trennwand (90) niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120); und wobei die Halbleitervorrichtung eine Vielzahl von Halbleiterelement-Substraten aufweist und die Trennwände die Peripherie von jedem der Halbleiterelement-Substrate umschließend ausgebildet sind, ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die bei hohen Temperaturen betrieben werden kann, und befasst sich insbesondere mit der Befestigungskonfiguration einer solchen Halbleitervorrichtung.
  • Mit der Entwicklung von industriellen Anlagen, elektrischen Eisenbahnen und Kraftfahrzeugen ist es zu einem Anstieg der Betriebstemperaturen von dabei verwendeten Halbleiterelementen gekommen. In jüngerer Zeit ist eine starke Entwicklung von Halbleiterelementen erfolgt, die sogar bei hohen Temperaturen arbeiten, und die Reduzierung der Größe, die Erhöhung der Standhaltespannung sowie die Steigerung der Stromdichte der Halbleiterelemente sind fortgeschritten. Insbesondere weisen Halbleiter mit großer Bandlücke, wie z. B. SiC, GaN usw. eine größere Bandlücke als Si-Halbleiter auf.
  • Aus diesem Grund waren eine Erhöhung der Standhaltespannung, eine Reduzierung der Größe, eine Steigerung der Stromdichte sowie ein Betrieb der Halbleitervorrichtungen bei hohen Temperaturen zu erwarten. Zum Herstellen einer Vorrichtung unter Verwendung eines Halbleiterelements mit den vorstehend genannten Eigenschaften muss selbst in dem Fall, in dem das Halbleiterelement bei einer Temperatur von mehr als 150°C arbeitet, ein sicherer Betrieb der Halbleitervorrichtung gewährleistet werden, indem eine Rissbildung an einem Bondverbindungsmaterial sowie eine Beeinträchtigung der Verdrahtungen verhindert werden.
  • Andererseits wird hinsichtlich eines Verfahrens zum dichten Einschließen eines Halbleiterelements in ein Harzmaterial in einer Halbleitervorrichtung von dem Patentdokument 1 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Abgrenzungsmaterial zum Umschließen der Peripherie eines Halbleiterelements verwendet wird, um einen Teil im Inneren desselben in ein Harzmaterial einzukapseln. Ferner schlägt das Patentdokument 2 ein Verfahren vor, bei dem eine Abgrenzung an der Peripherie eines Halbleiterelements gebildet wird, um den Fluss eines Harzmaterials zu stoppen, das das Halbleiterelement bedeckt.
  • Dokumente des Standes der Technik
    • Patentdokument 1: JP 2003-124 401 A
    • Patentdokument 2: JP S58-176 46 A .
  • Halbleitervorrichtungen der zuvor genannten Art sind ferner aus folgenden Druckschriften bekannt:
    US 2008/0258316 A1 , US 2007/0246833 A1 , JP H07-283 441 A , US 2009/0096081 A1 und JP 2009-289920 A .
  • Bei den Verfahren, die in dem Patentdokument 1 und dem Patentdokument 2 offenbart sind, handelt es sich jedoch bei einem Halbleiterelement um ein Halbleiterelement mit großer Bandlücke, wie z. B. SiC usw., wobei eine das Halbleiterelement mit großer Bandlücke aufweisende Halbleitervorrichtung bei höheren Temperaturen arbeitet als bisher und eine Temperatur eines Wärmezyklus-Tests dementsprechend höher wird.
  • Unter den vorstehend genannten Bedingungen kommt es zur Rissbildung bei einem Dichtharzelement oder zum Ablösen eines Dichtharzelements von einem Substrat. Folglich wird die Zuverlässigkeit einer Halbleitervorrichtung beträchtlich vermindert.
  • Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorstehend geschilderten Probleme erfolgt, und das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit, bei der es kaum zu einer Rissbildung in einem Dichtharzelement sowie zum Ablösen eines Dichtharzelements von einem Substrat kommen kann, selbst wenn die Halbleitervorrichtung zyklischen Wärmebelastungen bzw. Wärmezyklen ausgesetzt wird, bei denen Halbleiterelemente wiederholt bei hohen Temperaturen arbeiten.
  • Gemäß der Erfindung werden Halbleitervorrichtungen angegeben, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 7 genannt sind, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
  • Wenn eine Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweist, wird bei einem Betrieb der Halbleitervorrichtung bei hohen Temperaturen die an einem Dichtharzelement erzeugte Spannungsbelastung durch eine Spannungsentlastungs-Haftschicht abgebaut, so dass es kaum zu einer durch den Betrieb bei hohen Temperaturen verursachten Fehlfunktion kommen kann. Folglich lässt sich eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erzielen.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Variante;
  • 2 eine Draufsicht von oben zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß nicht erfindungsgemäßer Variante 1, wobei ein Teil der Komponenten weggelassen worden ist;
  • 3 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß nicht erfindungsgemäßer Variante 2;
  • 4 eine Draufsicht von oben zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß nicht erfindungsgemäßer Variante 2, wobei ein Teil der Komponenten weggelassen worden ist;
  • 5 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer weiteren grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer weiteren grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung;
  • 9 eine Perspektivansicht zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung, die durch Anordnen einer Vielzahl von Halbleitervorrichtungs-Modulen gebildet ist, gemäß Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung, wobei ein Dichtharzelement sowie ein Teil der Komponenten weggelassen worden sind;
  • 10 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß nicht erfindungsgemäßer Variante 5;
  • 11 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 6;
  • 12 eine Darstellung von Resultaten eines Leistungszyklus-Tests und eines Wärmezyklus-Tests an einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 13 eine Darstellung von Resultaten eines Leistungszyklus-Tests und eines Wärmezyklus-Tests an einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 14 eine Darstellung von Resultaten eines Leistungszyklus-Tests und eines Wärmezyklus-Tests an einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 15 eine Darstellung von Resultaten eines Leistungszyklus-Tests und eines Wärmezyklus-Tests an einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung; und
  • 16 eine Darstellung von Resultaten eines Leistungszyklus-Tests und eines Wärmezyklus-Tests an einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung.
  • 1 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß nicht zur Erfindung gehöriger Variante 1 und 2 zeigt eine Draufsicht von oben zur Erläuterung der grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß Variante 1, in der ein erstes Dichtharzelement 12, Drähte 13 und Anschlüsse 14 weggelassen sind.
  • Dabei zeigt 1 eine Schnittdarstellung entlang einer Linie A-A der 2 zur Erläuterung der Konfiguration, die das erste Dichtharzelement 12, die Drähte 13 und die Anschlüsse 14 aufweist. Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Halbleiterelement-Substrat bzw. Träger 4 versehen, bei dem eine Elektrodenstruktur 2 auf der einen Oberfläche eines isolierenden Substrats 1 gebildet ist und eine Rückseiten-Elektrode 3 auf der anderen Oberfläche des isolierenden Substrats 1 gebildet ist und bei dem Halbleiterelemente 5 und 6 an der Oberfläche der Elektrodenstruktur 2 unter Verwendung eines Bondverbindungsmaterials 7, wie z. B. eines Lötmaterials, angebracht sind.
  • Dabei handelt es sich bei dem Halbleiterelement 5 z. B. um ein Leistungs-Halbleiterelement, wie z. B. einen MOSFET, der einen hohen elektrischen Strom steuert, und bei dem Halbleiterelement 6 handelt es sich z. B. um eine Rückstromdiode, die dem Leistungs-Halbleiterelement 5 parallelgeschaltet ist. Die Seite einer Rückseiten-Elektrode 3 des Halbleiterelement-Substrats 4 ist an einer Basisplatte 10 unter Verwendung eines Bondverbindungsmaterials 70 angebracht, bei dem es sich z. B. um Lötmaterial handelt.
  • Bei der Basisplatte 10 handelt es sich um eine Bodenplatte, und die Basisplatte 10 und eine Gehäuseseitenplatte 11 bilden ein Gehäuse, und ein erstes Dichtharz 12 ist mit einem Harzinjektionsverfahren in das Gehäuse eingespritzt. Drähte 13 sind mit dem jeweiligen Halbleiterelement zur elektrischen Verbindung nach außen verbunden, und die Drähte 13 sind mit Anschlüssen 14 verbunden.
  • Das Halbleiterelement-Substrat 4 weist das isolierende Substrat 1 auf, auf dessen einer Oberfläche die Elektrodenstruktur 2 gebildet ist und auf dessen anderer Oberfläche die Rückseiten-Elektrode 3 gebildet ist; jedoch ist das isolierende Substrat 1 nicht vollständig von der Elektrodenstruktur 2 und der Rückseiten-Elektrode 3 bedeckt, sondern das Halbleiterelement-Substrat 4 als Einzeleinheit weist einen Bereich auf, in dem das isolierende Substrat 1 freiliegt.
  • Bei der Variante 1 ist ein Bereich des Halbleiterelement-Substrats 4, in dem das isolierende Substrat 1 freiliegt, von einem Harzelement bedeckt, dessen Elastizitätsmodul niedriger als der des ersten Dichtharzelements 12 ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Teil des Harzelements mit niedriger Elastizität (in 1 ein mit dem Bezugszeichen 8 bezeichneter Bereich) als Spannungsentlastungs-Haftschicht bezeichnet.
  • Wenn das Halbleiterelement gemäß der vorliegenden Erfindung als Halbleiterelement verwendet wird, das als Leistungs-Halbleiter bei Temperaturen von mehr als 150°C arbeitet, kann nicht nur bei der Variante 1, sondern auch bei den Ausführungsbeispielen ein großer Effekt erzielt werden. Insbesondere bei Verwendung des Halbleiterelements bei einem sogenannten Halbleiter mit großer Bandlücke, d. h. bei einem Halbleiter, der aus einem Material gebildet ist, dessen Bandlücke größer ist als die von Silicium (Si), wie z. B. einem Material auf der Basis von Galliumnitrid, Siliciumcarbid oder Diamant, kann ein großer Effekt erzielt werden.
  • Ferner sind in 2 nur vier Halbleiterelemente an einer geformten Halbleitervorrichtung angebracht, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist und in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung eine erforderliche Anzahl von Halbleiterelementen an der Halbleitervorrichtung angebracht werden kann.
  • Im Allgemeinen wird Kupfer für die Elektrodenstruktur 2, die Rückseiten-Elektrode 3, die Basisplatte 10 und die Anschlüsse 14 verwendet, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist und auch Aluminium oder Eisen oder ein Material verwendet werden kann, bei dem es sich um eine Kombination von diesen handelt. Ferner wird auf einer Oberfläche im Allgemeinen eine Nickel-Plattierung ausgeführt, jedoch kann alternativ auch eine Gold-Plattierung oder eine Zinn-Plattierung ausgeführt werden, wobei jede beliebige Ausbildung akzeptabel ist, die den erforderlichen Strom und die erforderliche Spannung bei einem Halbleiterelement aushalten kann.
  • Darüber hinaus kann auch ein Verbundmaterial verwendet werden, wie z. B. Kupfer/Invar/Kupfer, wobei auch eine Legierung, wie z. B. SiCAl oder CuMo verwendet werden kann. Darüber hinaus werden der Anschluss 14 und die Elektrodenstruktur 2 in das erste Dichtharzelement 12 eingebettet, und aus diesem Grund können zum Verbessern der Haftung an dem Harzelement winzige Vertiefungen und Vorsprünge auf einer Oberfläche gebildet sein, wobei eine Adhäsions-Hilfsschicht unter Verwendung eines Silan-Kopplungsmittels gebildet werden kann.
  • Das Halbleiterelement-Substrat 4 bezieht sich auf ein Substrat, das das isolierende Substrat 1 aufweist, das aus einem Keramikmaterial gebildet ist, wie z. B. Al2O3, SiO2, AlN, BN, Si3N4 usw., in dem die Elektrodenstruktur 2 und die Rückseiten-Elektrode 3 aus Kupfer oder Aluminium gebildet sind. Das Halbleiterelement-Substrat 4 muss sowohl Wärmeabstrahlungseigenschaften als auch Isoliereigenschaften aufweisen.
  • Die Konfiguration des Halbleiterelement-Substrats 4 ist nicht auf die vorstehend beschriebene Konfiguration beschränkt, sondern es ist auch ein Halbleiterelement-Substrat 4 akzeptabel, das ein isolierendes Substrat 1 aufweist, bei dem es sich um ein gehärtetes Harzprodukt handelt, in dem Keramikpulver dispergiert ist oder in das eine Keramikplatte eingebettet ist, in der die Elektrodenstruktur 2 und die Rückseiten-Elektrode 3 gebildet sind.
  • Ferner wird als Keramikpulver, das für das isolierende Substrat 1 verwendet wird, Al2O3, SiO2, AlN, BN, Si3N4 usw. verwendet, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und auch Diamant, SiC, B2O3 usw. verwendet werden kann. Ferner kann auch Harzpulver verwendet werden, wie z. B. ein Silikonharz, Acrylharz usw. Hinsichtlich der Formgebung einer Körnung des Pulvermaterials wird häufig Pulver mit einer kugeligen Formgebung verwendet, jedoch kann auch eine Körnung mit einer abgeflachten Form, einer granularen Form, einer schuppenartigen Form sowie ein Pulveraggregat usw. verwendet werden.
  • Hinsichtlich der Pulver-Füllmenge kann eine beliebige Füllmenge verwendet werden, mit der sich die erforderlichen Wärmeabstrahlungs- und Isoliereigenschaften erzielen lassen. Im Allgemeinen handelt es sich bei einem für das isolierende Substrat 1 verwendeten Harzmaterial um ein Epoxy-Harz, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch ein Polyimid-Harz, ein Silikonharz, ein Acrylharz usw. verwendet werden, d. h. ein Material, das sowohl eine Isoliereigenschaft als auch eine Hafteigenschaft aufweist.
  • Bei den verwendeten Drähten 13 handelt es sich um Drahtkörper mit kreisförmigem Querschnitt aus Aluminium oder Gold; jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Draht verwendet werden, der durch Formen einer Kupferplatte zu einem bandartigen Gebilde hergestellt ist. Ferner sind in 1 nur drei Drähte an ein Halbleiterelement angeschlossen, wobei dies jedoch nicht einschränkend zu verstehen ist; es kann eine erforderliche Anzahl von Drähten in Abhängigkeit von der Stromdichte des Halbleiterelements usw. angeschlossen werden.
  • Ferner kann der Draht 13 durch Verbinden eines Metallstücks, wie z. B. Kupfer oder Zinn, mit einem geschmolzenen Metall gebildet werden, wobei jede beliebige Konfiguration eines Drahts akzeptabel ist, mit der der erforderliche Strom und die erforderliche Spannung zugeführt werden können.
  • Für eine Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 wird z. B. ein Silikonharz verwendet; dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, und es kann auch ein Urethanharz, ein Acrylharz usw. verwendet werden. Ferner kann einem Harz auch ein Keramikpulver zugesetzt werden, wie z. B. Al2O3, SiO2 usw., jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch AlN, BN, Si3N4, Diamant, SiC, B2O3 usw. zugesetzt werden, wobei ferner auch Harzpulver zugegeben werden kann, wie z. B. ein Silikonharz oder ein Acrylharz.
  • Hinsichtlich der Formgebung einer Pulver-Körnung wird in vielen Fällen eine Pulver-Körnung mit einer kugeligen Formgebung verwendet, jedoch kann auch eine Pulver-Körnung mit einer flachgedrückten Formgebung, einer granularen Formgebung, einer schuppenartigen Formgebung sowie ein Pulveraggregat usw. verwendet werden. Hinsichtlich der Pulver-Füllmenge kann eine beliebige Füllmenge verwendet werden, mit der sich eine erforderliche Fließfähigkeit, Isoliereigenschaft und Hafteigenschaft erzielen lassen. Jedoch sollte ein Elastizitätsmodul der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 niedriger sein als ein Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements 12.
  • Wenn ein Halbleiterelement bei hohen Temperaturen arbeitet, kommt es bei dem ersten Dichtharzelements 12, das an der Peripherie des Halbleiterelements gebildet ist, sowie bei dem Halbleiterelement-Substrat 4 zu einer Wärmeausdehnung, und wenn der Betrieb des Halbleiterelements stoppt, kommt es zu einer Wärmekontraktion. Das bedeutet, es wird ein Wärmezyklus hervorgerufen.
  • Das erste Dichtharzelement 12 wird derart eingestellt, dass es einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der von den Materialien, die das Halbleiterelement-Substrat 4 bilden, nahe dem eines Materials der Elektrodenstruktur 2 und der Rückseiten-Elektrode 3 (z. B. Kupfer) liegt, und aus diesem Grund ist der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Dichtharzelements 12 von dem des isolierenden Substrats 1 verschieden.
  • Bei herkömmlichen Halbleitervorrichtungen steht ein Bereich des isolierenden Substrats 1, in dem die Elektrodenstruktur 2 und die Rückseiten-Elektrode 3 nicht gebildet sind, in direktem Kontakt mit dem ersten Dichtharzelement 12. Nach wiederholtem Durchführen eines Wärmezyklus kommt es aufgrund des Unterschieds des linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen ihnen in einem Bereich, in dem das erste Dichtharzelements 12 und das isolierende Substrat 1 miteinander in Kontakt stehen, zu einer Rissbildung in dem ersten Dichtharzelement 12 sowie zu einem Ablösen des ersten Dichtharzelements 12 von dem Substrat 1. Folglich hat sich die Zuverlässigkeit von Halbleitervorrichtungen beträchtlich verringert.
  • Bei einer Halbleitervorrichtung gemäß Variante 1, wie sie in 1 veranschaulicht ist, wird jedoch in dem Halbleiterelement-Substrat 4 als Einzeleinheit vor dem Bedecken des Substrats 4 mit dem ersten Dichtharzelement 12 die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 in einem Bereich gebildet, in dem das isolierende Substrat 1 freiliegt, wobei die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 einen niedrigeren Elastizitätsmodul aufweist als das erste Dichtharzelement 12.
  • Bei Durchführung eines Wärmezyklus kommt es somit in einem Teil der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8, die einen niedrigeren Elastizitätsmodul als das erste Dichtharzelement 12 aufweist, zu einer Verminderung der Spannungsbelastung, die durch den Unterschied der linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den Elementen 8 und 12 hervorgerufen wird, und eine Rissbildung in dem ersten Dichtharzelement 12 sowie ein Ablösen des ersten Dichtharzelements 12 können kaum auftreten. Folglich lässt sich eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erzielen.
  • Ferner ist bei der Konfiguration einer Halbleitervorrichtung, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist, ein freiliegender Bereich des isolierenden Substrats 1 in dem Halbleiterelement-Substrat 4 vollständig von der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 bedeckt, und infolgedessen befindet sich kein Bereich des isolierenden Substrats 1 in Kontakt mit dem ersten Dichtharzelement 12. Bei dem Halbleiterelement-Substrat 4 ist es jedoch nicht notwendig, den freiliegenden Bereich des isolierenden Substrats 1 vollständig mit der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 zu bedecken.
  • Es reicht aus, einen Teil eines freiliegenden Bereichs des isolierenden Substrats 1 bei dem Halbleiterelement 4, und zwar vorzugsweise 80% oder mehr der freiliegenden Fläche, mit der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 zu bedecken. Wenn ein freiliegender Bereich des isolierenden Substrats 1 in dem Halbleiterelement-Substrat 4 einen Anteil von 20% oder weniger ausmacht, ist der Effekt der Verhinderung eines Ablösens des ersten Dichtharzelements 12 oder der Verhinderung einer Rissbildung an dem ersten Dichtharzelement 12 ausreichend.
  • Darüber hinaus kann die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 eine obere Oberfläche der Elektrodenstruktur 2 bedecken; es ist jedoch bevorzugt, dass die Fläche der Elektrodenstruktur 2, die mit der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 bedeckt ist, 50% oder weniger der Oberfläche der Elektrodenstruktur 2 ausmacht. Wenn die bedeckte Fläche mehr als 50% beträgt, wird die Fläche verkleinert, mit der das erste Dichtharzelement 12 mit der Elektrodenstruktur 2 in Verbindung tritt, und die Druckbeaufschlagungskraft des Halbleiterelement-Substrats 4 sowie der Halbleiterelemente 5 und 6 mit dem ersten Dichtharzelement 12 ist vermindert. Bei Durchführung eines Wärmezyklus kommt es somit zu einem Ablösen des Bondverbindungsmaterials 70; als Ergebnis davon besteht die Möglichkeit einer Verminderung der Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung.
  • 3 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß nicht erfindungsgemäßer Variante 2. In 3 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie in 1 identische oder entsprechende Teile. Wie in 3 gezeigt ist, ist bei der Variante 2 zusätzlich zu einer Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 der Variante 1 eine aus Harz gebildete Trennwand 9 derart gebildet, dass sie die Peripherie eines Halbleiterelement-Substrats 4 umschließt. Ein durch die Trennwand 9 separierter Innenbereich ist mit einem ersten Dichtharzelement 120 bedeckt.
  • Ferner sind der Bereich außenseitig von dem ersten Dichtharzelement 120 sowie die Trennwand 9 mit einem zweiten Dichtharzelement 121 bedeckt. 4 zeigt eine Draufsicht von oben zur Erläuterung der grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung, wobei das erste Dichtharzelement 120, das zweite Dichtharzelement 121, die Anschlüsse 14 und die Drähte 13 in der Darstellung weggelassen sind. 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie B-B der 4 zur Erläuterung der Konfiguration, die das erste Dichtharzelement 120, das zweite Dichtharzelement 121, die Anschlüsse 14 und die Drähte 13 aufweist.
  • Als Material für die Trennwand 9 wird z. B. ein Silikonharz verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch ein Urethanharz, ein Acrylharz usw. verwendet werden. Ferner kann auch ein Harz verwendet werden, dem Keramikpulver zugesetzt ist, wie z. B. Al2O3, SiO2 usw.; jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch AlN, BN, Si3N4, Diamant, SiC, B2O3 usw. zugegeben werden und Harzpulver, wie z. B. ein Silikonharz, ein Acrylharz usw., zugegeben werden.
  • Hinsichtlich der Formgebung einer Pulver-Körnung wird in vielen Fällen eine Pulver-Körnung mit einer kugeligen Formgebung verwendet, jedoch kann auch eine Pulver-Körnung mit einer flachgedrückten Formgebung, einer granularen Formgebung, einer schuppenartigen Formgebung sowie ein Pulveraggregat usw. verwendet werden. Hinsichtlich der Pulver-Füllmenge kann eine beliebige Füllmenge verwendet werden, mit der sich eine erforderliche Fließfähigkeit, Isoliereigenschaft und Hafteigenschaft erzielen lassen. Jedoch sollte der Elastizitätsmodul der Trennwand 9 niedriger sein als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements 120.
  • Ferner können auch unterschiedliche Materialien für die Trennwand 9 und die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 verwendet werden; jedoch ist es bevorzugt, das gleiche Material für sie zu verwenden. Im Fall der Verwendung von unterschiedlichen Materialien für diese Elemente, sollten die Materialien für die Trennwand 9 und die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 aneinander haften.
  • 5 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung eines (erfindungsgemäßen) Ausführungsbeispiels 2 einer Halbleitervorrichtung in einem Fall, in dem eine Trennwand und eine Spannungsentlastungs-Haftschicht aus dem gleichen Material gebildet sind. In 5 werden die gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 3 zur Bezeichnung von identischen oder entsprechenden Teilen verwendet.
  • Eine in 5 dargestellte Halbleitervorrichtung weist das Ausführungsbeispiel 2 auf, bei der die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8, die in dem peripheren Teil des Halbleiterelement-Substrats 4 hoch ausgebildet ist, die Trennwand 90 bildet, so dass die Trennwand und die Spannungsentlastungs-Haftschicht aus dem gleichen Material gebildet sind. Das bedeutet, ein Teil der Trennwand 90, die das Halbleiterelement-Substrat 4 bedeckt, hat auch die Funktion einer Spannungsentlastungs-Haftschicht.
  • Ferner zeigt 6 ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Kupferplatte 130 als Verdrahtung verwendet wird. In 6 sind Teile, die mit in den 1, 3 und 5 dargestellten Teilen identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zur Korrosionsverhinderung einer Oberfläche der Kupferplatte 130 kann eine Nickel-Plattierung ausgeführt werden, wobei auch eine chemische Behandlung unter Verwendung eines Korrosion verhindernden Mittels ausgeführt werden kann. Zur Verbesserung der Haftung bei dem jeweiligen Harzmaterial kann ferner die Oberfläche unregelmäßig ausgebildet sein, und es kann eine chemische Behandlung unter Verwendung eines Silan-Kopplungsmittels ausgeführt werden.
  • Im vorliegenden Fall ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem eine Kupferplatte als Verdrahtung verwendet wird, wobei es sich jedoch versteht, dass auch ein beliebiges anderes Material als Kupfer akzeptabel ist, das eine elektrische Verbindung mit einem Anschluss herstellen kann sowie auch eine elektrische Verbindung mit einem Halbleiterelement herstellen kann und ferner die erforderliche Stromkapazität sicherstellen kann.
  • Solange die Höhe der Trennwände 9 und 90 höher ist als die der Halbleiterelemente 5 und 6, so dass das erste Dichtharzelement 120 die Halbleiterelemente 5 und 6 überdeckt, und die Höhe der Trennwände die Höhe einer Gehäuseseitenplatte 11 einer Halbleitervorrichtung nicht übersteigt, ist jede beliebige Höhe akzeptabel. In vielen Fällen besitzt die Größe des isolierenden Substrats 1 einen Wert von 100 mm × 100 mm oder weniger, und daher ist es bevorzugt, dass die Breite der Trennwände 9 und 90 Werte von 1 mm bis 2 mm besitzt; die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es ist jede beliebige Breite annehmbar, die zum Separieren des ersten Dichtharzelements 120 von dem äußeren Bereich erforderlich ist.
  • Für das zweite Dichtharzelement 121 wird z. B. ein Silikonharz verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch ein Urethanharz, ein Acrylharz usw. verwendet werden. Ferner kann einem Harz auch ein Keramikpulver zugesetzt werden, wie z. B. Al2O3, SiO2 usw., jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch AlN, BN, Si3N4, Diamant, SiC, B2O3 usw. zugesetzt werden, wobei ferner auch Harzpulver zugegeben werden kann, wie z. B. ein Silikonharz oder ein Acrylharz.
  • Hinsichtlich der Pulver-Formgebung wird in vielen Fällen ein Pulver mit einer kugeligen Formgebung verwendet, jedoch kann auch ein Pulver mit einer flachgedrückten Formgebung, einer granularen Formgebung, einer schuppenartigen Formgebung sowie ein Pulveraggregat usw. verwendet werden. Hinsichtlich der Pulver-Füllmenge kann eine beliebige Füllmenge verwendet werden, mit der sich eine erforderliche Fließfähigkeit, Isoliereigenschaft und Hafteigenschaft erzielen lassen.
  • Gemäß Ausführungsbeispiel 2 ist die Trennwand 90 in dem peripheren Teil des Halbleiterelement-Substrats 4 derart ausgebildet, dass der Bereich innenseitig von der Trennwand mit dem ersten Dichtharzelement 120 bedeckt ist, und das zweite Dichtharzelement 121 derart ausgebildet, dass es die Trennwand 9 oder 90 und das erste Dichtharzelement 120 überdeckt. Zusätzlich zu der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 sind die Trennwand 90 und das zweite Dichtharzelement 121 unter Verwendung eines Materials gebildet, dessen Elastizitätsmodul niedriger ist als der des ersten Dichtharzelements 120.
  • Wenn die Wärmebelastung in einem Fall erzeugt wird, in dem bei dem ersten Dichtharzelement 120 ein Schrumpfen beim Aushärten hervorgerufen wird, und wenn ein Wärmezyklus ausgelöst wird, so wird die Spannungsbelastung durch eine Trennwand mit einem niedrigen Elastizitätsmodul abgeschwächt. Infolgedessen wird die auf das Halbleiterelement-Substrat 4 ausgeübte Spannungsbelastung vermindert.
  • Im Vergleich zu einem Fall, in dem eine Außenseite des Halbleiterelement-Substrats 4 in ein Harzmaterial mit dem gleichen Elastizitätsmodul wie dem des ersten Dichtharzelements 120 eingeschlossen ist, wird dagegen dann, wenn eine Außenseite des Halbleiterelement-Substrats 4 in das zweite Dichtharzelement 121 mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul eingeschlossen ist, die an einer Basisplatte und einem Halbleiterelement-Substrat erzeugte Spannungsbelastung vermindert. Infolgedessen können ein Ablösen des ersten Dichtharzelements 120 von dem Halbleiterelement-Substrat 4 sowie eine Rissbildung an dem ersten Dichtharzelement 120 verhindert werden, und es kann eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.
  • 7 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 3 der vorliegenden Erfindung. In 7 sind Teile, die mit in den 1, 3 und 5 gezeigten Teilen identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Wie in 7 gezeigt, ist bei dem Ausführungsbeispiel 3 eine Trennwand 90 aus einem Harzmaterial mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul als dem eines ersten Dichtharzelements 12 derart gebildet, dass sie die Peripherie eines Halbleiterelement-Substrats 4 umschließt. Ferner ist bei dem Ausführungsbeispiel 3 keine Spannungsentlastungs-Haftschicht in einem Bereich einer oberen Oberfläche des Halbleiterelement-Substrats 4 vorgesehen, in dem keine Elektrodenstruktur 2 gebildet ist.
  • Wie vorstehend erwähnt, ist bei dem Ausführungsbeispiel 3 keine Spannungsentlastungs-Haftschicht vorgesehen, und die Trennwand 90 ist derart ausgebildet, dass sie die Peripherie des Halbleiterelement-Substrats 4 umschließt, wobei der Bereich innenseitig von der Trennwand 90 mit einem ersten Dichtharzelement 120 bedeckt ist und der Bereich außenseitig von der Trennwand 90 mit einem zweiten Dichtharzelement 121 bedeckt ist. Die Trennwand 90 und das zweite Dichtharzelement 121 sind unter Verwendung eines Materials gebildet, dessen Elastizitätsmodul niedriger ist als der des ersten Dichtharzelements 120.
  • Durch die Ausbildung der Trennwand ist die Menge des ersten Dichtharzes vermindert, und durch Verwendung eines Harzmaterials mit einem niedrigen Elastizitätsmodul für die Trennwand und das zweite Dichtharzelement kann die Spannungsbelastung reduziert werden, die auf ein Halbleiterelement-Substrat und eine Basisplatte ausgeübt wird. Infolgedessen können ein Ablösen des ersten Dichtharzelements 120 von dem Halbleiterelement-Substrat 4 sowie eine Rissbildung an dem ersten Dichtharzelement 120 verhindert werden.
  • Wenn keine Spannungsentlastungs-Haftschicht gebildet ist, nimmt die zwischen dem ersten Dichtharzelement 120 und einem isolierenden Substrat 1 erzeugte Wärmebelastung zu. Aus diesem Grund ist der Effekt im Vergleich zu der Wirkung bei dem Ausführungsbeispiel 2 geringfügig vermindert. Im Vergleich zu einer Halbleitervorrichtung, die keine Trennwand aufweist, können jedoch ein Ablösen des ersten Dichtharzelements 120 von dem Halbleiterelement-Substrat 4 sowie eine Rissbildung an dem ersten Dichtharzelement 120 verhindert werden, und infolgedessen kann eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.
  • 8 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 4 der vorliegenden Erfindung. In 8 sind Teile, die mit in den 1, 3, 5 und 6 gezeigten Teilen identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel 4 ist eine Buchse 131 zum Verbinden eines Drahts mit den Halbleiterelementen 5 und 6 vorgesehen.
  • Die Buchse 131 ist derart vorgesehen, dass sie an einer Oberfläche eines ersten Dichtharzelements 120 freiliegt. Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann ein Draht von außen in die Buchse 131 eingesetzt werden, nachdem der Bereich innerhalb einer Trennwand mit dem ersten Dichtharzelement 120 bedeckt worden ist.
  • Im Allgemeinen kann durch Einsetzen eines Metallstifts in eine Metallhülse eine Buchse eine elektrische Verbindung zwischen diesen herstellen; jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es ist eine beliebige Konfiguration akzeptabel, die eine elektrische Verbindung zwischen den Halbleiterelementen 5 und 6, die in das erste Dichtharzelement 120 eingebettet sind, und einem Draht herstellen kann. Ferner kann eine Oberfläche der Buchse 131 unregelmäßig ausgebildet sein, um die Haftung gegenüber dem ersten Dichtharzelement 120 oder gegenüber einem zweiten Dichtharzelement 121 zu verbessern, wobei auch eine chemische Behandlung unter Verwendung eines Silan-Kopplungsmittels ausgeführt werden kann.
  • Im Allgemeinen sind die Buchse 131 und das Halbleiterelement 5 oder 6 unter Verwendung eines Lötmaterials elektrisch verbunden, jedoch kann auch eine Silberpaste oder ein Material verwendet werden, das durch Sintern metallisch verbunden wird. In 8 ist die Verdrahtung mit der Buchse 131 unter Verwendung einer Kupferplatte 131 gebildet; es versteht sich jedoch, dass auch ein normaler linearer Drahtkörper verwendet werden kann.
  • Ein Bereich, der in 8 in gestrichelten Linien dargestellt ist, d. h. eine Komponente, in der die Halbleiterelemente 5 und 6 in das erste Dichtharzelement 120 eingeschlossen sind, das in den Bereich innerhalb der Trennwand 90 eingespritzt ist, wird als Modul 100 bezeichnet. 9 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung, bei der eine Vielzahl von Modulen 100 in einer Gehäuseseitenplatte 11 derart angeordnet sind, dass sie eine einzelne Halbleitervorrichtung bilden.
  • In 9 sind Teile, die mit in 8 gezeigten Teilen identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In 9 sind ferner ein zweites Dichtharzelement 121, Anschlüsse 14 und Drähte 130 in der Darstellung weggelassen. Ferner ist in einem Teil der 9 auch das erste Dichtharzelement 120 weggelassen worden; daher sind in der Darstellung Halbleiterelemente zu sehen. 9 zeigt eine Perspektivansicht. In 9 handelt es sich bei einer zwischen den jeweiligen Modulen vorgesehenen Leiste 110 um ein Element zum Fixieren von Anschlüssen (in 9 sind Anschlüsse zur Überbrückung von Drähten von den jeweiligen Modulen weggelassen).
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann nach dem Einschließen der Halbleiterelemente 5 und 6 in das erste Dichtharzelement 120 sowie vor dem Einschließen eines Moduls in das zweite Dichtharzelement 121 durch Zuführen von elektrischem Strom von der Buchse 131 ein Betriebstest für jedes Modul 100 ausgeführt werden. In dem Betriebstest kann beim Auffinden eines fehlerhaften Moduls eine Verbindung zwischen einem Halbleiterelement-Substrat 4 und einer Basisplatte 10 gelöst werden, und das fehlerhafte Modul kann durch ein nicht fehlerhaftes Modul ersetzt werden. Infolgedessen lässt sich die Ausbeute einer Halbleitervorrichtung verbessern.
  • 10 zeigt eine Schnittdarstellung zur Erläuterung der grundlegenden Konfiguration einer Halbleitervorrichtung gemäß nicht erfindungsgemäßer Variante 5. In 10 sind Teile, die mit in den 1, 3, 5 und 6 gezeigten Teilen identisch sind oder diesen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Variante 5 ist eine Trennwand 91 auf einer Elektrodenstruktur 20 gebildet, die unabhängig von einer Elektrodenstruktur 2 ausgebildet ist.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird ein Draht 13 von einer Stelle außerhalb von der Trennwand 91 der Elektrodenstruktur 20 über die unabhängige Elektrodenstruktur 20 zu einem Anschluss 14 usw. geführt, um eine elektrische Verbindung von innerhalb des Moduls 100 zur Außenseite des Moduls 100 herzustellen, so dass der Draht 13 nicht über eine Grenzfläche zwischen einem ersten Dichtharzelement 120 und einem zweiten Dichtharzelement 121 geführt wird. Selbst wenn ein Draht anschließend wiederholt Wärmezyklen ausgesetzt wird, kommt es kaum zu einem Drahtbruch.
  • Zum Verbessern der Haftung gegenüber der Trennwand 91 kann ferner eine Oberfläche der Elektrodenstruktur 20 unregelmäßig ausgebildet sein, und es kann eine chemische Behandlung unter Verwendung eines Silan-Kopplungsmittels ausgeführt werden.
  • 11 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Spannungsentlastungs-Haftschicht und eine Trennwand werden durch Einspritzen eines ungehärteten Harzmaterials in eine Spritze und Extrudieren des ungehärteten Harzmaterials an einer erforderlichen Stelle unter Ausführung eines Ziehvorgangs oder unter Verwendung einer Schablonenmaske gebildet. Die vorstehend genannten Verfahren benötigen jedoch eine lange Herstellungszeit.
  • Bei einem Verfahren, bei dem eine Elektrodenstruktur und eine Rückseiten-Elektrode mittels einer Positionier-Vorrichtung mit einer darin ausgebildeten Nut sandwichartig eingeschlossen werden und anschließend ein ungehärtetes Harzmaterial eingespritzt und gehärtet wird, kann ein Substrat mit verschiedenen Arten von Trennwänden gebildet werden, indem die Position und die Formgebung einer in einer Vorrichtung ausgebildeten Nut geändert werden.
  • Zuerst wird ein Halbleiterelement-Substrat 4 bereitgestellt, das ein isolierendes Substrat 1 aufweist, in dem eine Elektrodenstruktur 2 auf der einen Oberfläche und eine Rückseiten-Elektrode 3 auf der anderen Oberfläche gebildet sind (11(A)). Ferner wird eine Positionier-Vorrichtung bereitgestellt, die eine obere Vorrichtung 21 und eine untere Vorrichtung 22 beinhaltet, die aus Teflon (Handelsmarke) gebildet sind (11(B)). In der oberen Vorrichtung 21 ist eine Harzeinspritzöffnung 23 gebildet. Das Halbleiterelement-Substrat 4 wird an einer vorbestimmten Stelle der unteren Vorrichtung 22 plaziert, und das Halbleiterelement-Substrat 4 wird mit der oberen Vorrichtung 21 derart überdeckt, dass es nicht verschoben werden kann.
  • Wenn anschließend ein Harzmaterial eingespritzt wird, werden zum Verhindern einer Leckage von Harzmaterial von der oberen und der unteren Vorrichtung die Vorrichtungen ausreichend festgezogen, wobei hierfür ein solches Verfahren wie eine Fixierung mittels Schrauben, Hydraulikdruck usw. verwendet wird. Die obere Vorrichtung 21 und die untere Vorrichtung 22 sollten ausreichend flach ausgebildet sein, damit es zu keiner Leckage eines Harzmaterials auf eine Oberfläche der Elektrodenstruktur 2 sowie eine Oberfläche der Rückseiten-Elektrode 3 kommt. Anschließend wird der Druck im Inneren der Vorrichtungen, die das Halbleiterelement-Substrat 4 einschließen, unter Verwendung einer Dekompressionskammer 31 usw. auf 1333 Pa (10 Torr) vermindert.
  • Wie durch einen Pfeil in 11(C) dargestellt, wird anschließend ein ungehärtetes Harzmaterial 41 durch die Harzeinspritzöffnung 23 der oberen Vorrichtung 21 mit einer Drückkraft von etwa 1 MPa eingespritzt. Wenn das Harzmaterial in den gesamten Raum im Inneren der Vorrichtungen eingespritzt ist, wird der Druck im Inneren der Vorrichtungen wieder auf Atmosphärendruck (760 Torr) gebracht, und es erfolgt ein Aushärten des Harzmaterials mittels Wärme. Wenn z. B. KE1833 verwendet wird, wobei es sich um ein Silikonharz hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., handelt, wird das Harzmaterial bei 120°C für 1 Stunde gehärtet.
  • Nach dem Härten des Harzmaterials durch Wärme erfolgt ein Abkühlen der Vorrichtungen auf Raumtemperatur, und das Substrat wird durch Trennen der oberen und der unteren Vorrichtung entnommen. Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann ein Substrat hergestellt werden, bei dem eine Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 und eine Trennwand 90 gleichzeitig durch Formen gebildet werden (11(D)).
  • Damit das Harzmaterial aus der Harzeinspritzöffnung 23 in den gesamten Raum eingespritzt wird, sollten ein Bereich einer Oberfläche mit Ausnahme einer Elektrodenstruktur 2 und einer Rückseiten-Elektrode 3 sowie ein Bereich, in dem die Trennwand 90 gebildet ist, durch einen Raum im Inneren der Vorrichtungen miteinander verbunden sein.
  • Hierbei kann eine Entlüftungsöffnung in den Vorrichtungen gebildet werden. Ferner versteht es sich, dass zum Verbessern der Lösbarkeit ein Trennmittel als Beschichtung auf eine Wandfläche einer Vorrichtung aufgebracht werden kann, wobei zusätzlich zu Teflon (Handelsmarke) auch ein anderes Material für die Vorrichtung verwendet werden kann.
  • Wie vorstehend erwähnt, können bei einem Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel 6 der vorliegenden Erfindung eine Spannungsentlastungs-Haftschicht und eine Trennwand gleichzeitig gebildet werden, so dass die Herstellungszeit verkürzt werden kann. Außerdem wird zwischen diesen keine Grenzfläche gebildet, so dass die Isoliereigenschaft verbessert werden kann. Infolgedessen lässt sich eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erzielen. Da ferner Vorrichtungen verwendet werden, können ausgehärtete Harzprodukte mit der gleichen Formgebung mit hoher dimensionsmäßige Genauigkeit gebildet werden.
  • Zusätzlich zu den vorstehend genannten Merkmalen stehen die Räume im Inneren der Vorrichtungen in Verbindung, eine Spannungsentlastungs-Haftschicht und eine Trennwand können gleichzeitig gebildet werden, und es kommt zu keinem Ablösen an einer Grenzfläche. Ferner wird unter einem reduzierten Druck ein Harzmaterial durch Aufbringen von Druck eingespritzt, es kommt kaum zu einem Einschließen von Luftblasen in der Spannungsentlastungs-Haftschicht und der Trennwand, die ein Harzmaterial mit geringer Elastizität aufweist, die Haftung zwischen einem isolierenden Substrat, einer Elektrodenstruktur oder einer Rückseiten-Elektrode ist verbessert, und selbst wenn Wärmezyklen durchgeführt werden, kommt es kaum zu einem Ablösen. Infolgedessen werden auch die Isoliereigenschaften verbessert.
  • Ferner werden eine Elektrodenstruktur und eine Rückseiten-Elektrode von den Vorrichtungen sandwichartig eingeschlossenen, der Einfluss einer Oberflächenoxidation aufgrund eines Temperaturanstiegs beim Härten des Harzmaterials wird vermindert, und es lässt sich eine verbesserte Zuverlässigkeit erzielen, wenn ein Halbleiterelement oder ein Basismaterial einem Bondvorgang mittels eines Bondverbindungsmaterials unterzogen wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel 7 wird ein Halbleitervorrichtungs-Modul für einen Test bereitgestellt, wobei verschiedene Materialien für eine Spannungsentlastungs-Haftschicht und ein Dichtharz verwendet werden, und ein Leistungszyklus-Test und ein Wärmezyklus-Test für das Halbleitervorrichtungs-Modul ausgeführt werden, wobei die erzielten Resultate als Beispiele veranschaulicht sind.
  • Bei einem Leistungszyklus-Test wird einem Halbleiterelement ein elektrischer Strom bis zum Erreichen einer Temperatur von 200°C zugeführt, und wenn die Temperatur des Halbleiterelements 200°C erreicht hat, wird die Zufuhr von elektrischem Strom gestoppt, um das Halbleiterelement auf 120°C zu kühlen, wobei nach dem Kühlen des Halbleiterelements diesem wiederum elektrischer Strom zugeführt wird. Ferner wird ein Wärmezyklus-Test ausgeführt, indem die gesamte Halbleitervorrichtung in eine Thermostatkammer gesetzt wird, deren Temperatur gesteuert werden kann, wobei die Temperatur wiederholt in einem Bereich von minus 40°C bis 150°C geändert wird.
  • Ein Leistungszyklus-Test und ein Wärmezyklus-Test wurden für eine Halbleitervorrichtung mit der in 1 dargestellten Konfiguration ausgeführt, d. h. die Konfiguration, bei der keine Trennwand gebildet wurde und nur eine Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 gebildet wurde und EX-550, hergestellt von Sanyu Rec Co., Ltd., mit einem Elastizitätsmodul von 7,0 GPa für das erste Dichtharzelement 12 verwendet wurde. 12 veranschaulicht Resultate des Leistungszyklus-Tests und des Wärmezyklus-Tests, bei denen ein Elastizitätsmodul der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 variiert wurde.
  • Zum Herstellen der Halbleitervorrichtung wurden eine Basisplatte mit der Größe von 50 mm × 92 mm × 3 mm, ein isolierendes Substrat 1 aus AIN mit der Größe 23,2 mm × 23,4 mm × 1,12 mm, ein Halbleiterelement aus SiC mit der Größe 5 mm × 5 mm × 0,35 mm, ein Bondverbindungsmaterial aus M731, hergestellt von SENJU METAL INDUSTRY CO., LTD., eine Gehäuseseitenplatte aus Polyphenylensulfid (PPS) sowie ein Draht aus Aluminium mit einem Durchmesser von 0,4 mm verwendet. Ferner wurde bei diesem Test nur ein SiC-Halbleiterelement im Inneren des Moduls angebracht, und der Leistungszyklus-Test und der Wärmezyklus-Test wurden ausgeführt.
  • Es wird nun das Beispiel 1-1 gemäß 12 beschrieben. In einem Fall, in dem die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 unter Verwendung von SE1885 (Elastizitätsmodul: 15 kPa), hergestellt von Dow Corning Toray Co., Ltd, gebildet wurde, hat es sich herausgestellt, dass es bei der Ausführung des Leistungszyklus-Tests nach 100000 Zyklen zu einer Ablösung des ersten Dichtharzelements 12 kam und bei der Ausführung des Wärmezyklus-Test nach 100 Zyklen eine Ablösung des ersten Dichtharzelements 12 sowie eine Rissbildung an dem ersten Dichtharzelement 12 aufgetreten sind, wobei infolgedessen die Halbleitervorrichtung nicht mehr funktionierte.
  • Bei dem Beispiel 1-2 hat sich herausgestellt, dass durch Bilden der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 unter Verwendung von SE1886 (Elastizitätsmodul: 30 kPa), hergestellt von Dow Corning Toray Co., Ltd., das Resultat bei dem Leistungszyklus-Test auf 180000 Zyklen verbessert werden konnte und bei dem Wärmezyklus-Test das Resultat auf 600 Zyklen verbessert werden konnte.
  • Bei dem Beispiel 1-3 hat es sich herausgestellt, dass durch Bilden der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 unter Verwendung von KE1833 (Elastizitätsmodul: 3,5 MPa), hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., das Resultat in dem Leistungszyklus-Test auf 200000 Zyklen verbessert wurde und das Resultat bei dem Wärmezyklus-Test auf 1000 Zyklen verbessert wurde.
  • Bei dem Beispiel 1-4 wurde bei Zugabe von etwa 50 Gewichtsprozent eines Glasfüllmaterials zu KER-4000, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., um dadurch ein Elastizitätsmodul auf 900 MPa einzustellen, sowie unter Bildung der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 unter Verwendung des vorstehend genannten Materials festgestellt, dass die Vorrichtung bei dem Leistungszyklus-Test über bis zu 190000 Zyklen betrieben werden kann und bei dem Wärmezyklus-Test über bis zu 800 Zyklen betrieben werden kann.
  • Bei dem Beispiel 1-5 wurde bei Zugabe von etwa 58 Gewichtsprozent Glasfüllmaterial zu KER-4000, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., um dadurch ein Elastizitätsmodul auf 1000 MPa einzustellen, sowie unter Bildung der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 unter Verwendung des vorstehend genannten Materials festgestellt, dass sich das Resultat in dem Leistungszyklus-Test auf 100000 Zyklen reduzierte und sich bei dem Wärmezyklus-Test auf 200 Zyklen reduzierte.
  • Bei dem Beispiel 1-6 wurde bei Zugabe von etwa 75 Gewichtsprozent Glasfüllmaterial zu KER-4000, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., um dadurch ein Elastizitätsmodul von 1200 MPa einzustellen, sowie unter Bildung der Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 unter Verwendung des vorstehend genannten Materials festgestellt, dass sich das Resultat in dem Leistungszyklus-Test auf 80000 Zyklen reduzierte und sich bei dem Wärmezyklus-Test auf 150 Zyklen reduzierte.
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Resultaten hat es sich herausgestellt, dass ein angemessener Elastizitätsmodul N für die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 in einem Bereich von 30 kPa bis 1 GPa liegt.
  • 13 zeigt Resultate von Tests, die an einer Halbleitervorrichtung mit der in 5 gezeigten Konfiguration ausgeführt wurden, d. h. der Konfiguration, bei der eine Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 und eine Trennwand 90 unter Verwendung des gleichen Materials gebildet wurden. Ferner wurde bei dem Beispiel 2 SE1885 (Elastizitätsmodul: 15 kPa), hergestellt von Dow Corning Toray Co., Ltd., für ein zweites Dichtharzelement 121 verwendet.
  • Außerdem handelte es sich bei dem Material für die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 und dem Material für die Trennwand 90 bei dem Beispiel 2-1 bis zu dem Beispiel 2-5 jeweils um das gleiche Material wie bei dem Beispiel 1-1 bis zu dem Beispiel 1-5. Auf der Basis der Resultate, die in den Beispielen 2-1 bis 2-5 in 13 veranschaulicht sind, hat es sich herausgestellt, dass bei der Konfiguration gemäß Beispiel 2 die Anzahl der Zyklen im Vergleich zu dem Beispiel 1 verbessert werden konnte. Hinsichtlich der Spanne eines Elastizitätsmoduls der Spannungsentlastungs-Haft Schicht 8 sowie der Trennwand 90 wurden jedoch die gleichen Resultate wie bei dem Beispiel 1 erzielt.
  • Ein Leistungszyklus-Test und ein Wärmezyklus-Test wurden an einer Halbleitervorrichtung mit der in 1 gezeigten Konfiguration ausgeführt, d. h. der Konfiguration, bei der keine Trennwand gebildet wurde und nur eine Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 gebildet wurde und KE1833 (Elastizitätsmodul: 3,5 MPa), hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., für die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 verwendet wurde. 14 veranschaulicht Resultate des Leistungszyklus-Tests und des Wärmezyklus-Tests, bei denen ein Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements 12 variiert wurde.
  • Es wird nun das Beispiel 3-1 gemäß 14 beschrieben. KER-4000, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., wurden etwa 50 Gewichtsprozent eines Glasfüllmaterials zugegeben, um dadurch den Elastizitätsmodul des Dichtharzelements auf 900 MPa einzustellen, und die Halbleitervorrichtung wurde in das Dichtharzelement eingeschlossen bzw. eingekapselt. Es hat sich herausgestellt, dass bei dem Leistungstest ein Ablösen des Dichtharzelements nach 900000 Zyklen aufgetreten ist und bei dem Wärmezyklus-Test ein Ablösen des Dichtharzelements sowie eine Rissbildung an dem Dichtharzelement nach 50 Zyklen aufgetreten sind, wobei infolgedessen die Halbleitervorrichtung nicht mehr funktionierte.
  • Bei dem Beispiel 3-2 erfolgte eine Zugabe von etwa 58 Gewichtsprozent eines Glasfüllmaterials zu KER-4000, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., sowie eine Einstellung des Elastizitätsmoduls des Dichtharzelements auf 1 GPa, und die Halbleitervorrichtung wurde in das Dichtharzelement eingeschlossen. Es hat sich herausgestellt, dass sich eine Verbesserung des Resultats auf 160000 Zyklen in dem Leistungszyklus-Test sowie eine Verbesserung auf 300 Zyklen in dem Wärmezyklus-Test ergaben.
  • Bei dem Beispiel 3-3 wurde EX-550 (Elastizitätsmodul: 7,0 GPa), hergestellt von Sanyu Rec Co., Ltd., für ein erstes Dichtharzelement verwendet. Es hat sich gezeigt, dass damit das Resultat in dem Leistungszyklus-Test auf 180000 Zyklen verbessert wurde und in dem Wärmezyklus-Test auf 800 Zyklen verbessert wurde.
  • Bei dem Beispiel 3-4 erfolgte eine Zugabe von etwa 15 Gewichtsprozent eines Siliciumdioxid-Füllmaterials zu EX-550, hergestellt von Sanyu Rec Co., und ein Elastizitätsmodul des Dichtharzes wurde auf 12 GPa eingestellt, und es wurde das vorstehend genannte Dichtharzelement verwendet. Es hat sich herausgestellt, dass das Resultat bei dem Leistungszyklus-Test bei 160000 Zyklen lag und bei dem Wärmezyklus-Test bei 600 Zyklen lag.
  • Bei dem Beispiel 3-5 erfolgte eine Zugabe von etwa 20 Gewichtsprozent Siliciumdioxid-Füllmaterial zu EX-550, hergestellt von Sanyu Rec Co., und der Elastizitätsmodul des Dichtharzes wurde auf 14 GPa eingestellt, wobei das vorstehend genannte Dichtharz verwendet wurde. Es hat sich herausgestellt, dass das Resultat bei dem Leistungszyklus-Test bei 140000 Zyklen lag und bei dem Wärmezyklus-Test bei 500 Zyklen lag.
  • Bei dem Beispiel 3-6 erfolgte eine Zugabe von etwa 36 Gewichtsprozent Siliciumdioxid-Füllmaterial zu EX-550, hergestellt von Sanyu Rec Co., wobei der Elastizitätsmodul des Dichtharzes auf 20 GPa eingestellt wurde und das vorstehend genannte Dichtharz verwendet wurde. Es hat sich herausgestellt, dass das Resultat bei dem Leistungszyklus-Test bei 110000 Zyklen lag und bei dem Wärmezyklus-Test bei 450 Zyklen lag.
  • Bei dem Beispiel 3-7 erfolgte eine Zugabe von etwa 40 Gewichtsprozent Siliciumdioxid-Füllmaterial zu EX-550, hergestellt von Sanyu Rec Co., wobei der Elastizitätsmodul des Dichtharzes auf 22 GPa eingestellt und das vorstehend genannte Dichtharz verwendet wurde. Es hat sich herausgestellt, dass das Resultat bei dem Leistungszyklus-Test bei 100000 Zyklen lag und bei dem Wärmezyklus-Test bei 200 Zyklen lag.
  • Gemäß den vorstehend genannten Resultaten hatte sich herausgestellt, dass ein geeigneter Elastizitätsmodul für das erste Dichtharzelement in einem Bereich von 1 GPa bis 20 GPa liegt.
  • 15 veranschaulicht Resultate eines Leistungszyklus-Tests und eines Wärmezyklus-Tests, die an einer Halbleitervorrichtung mit der Konfiguration der 5 ausgeführt wurden, d. h. der Konfiguration, bei der eine Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 und eine Trennwand 90 unter Verwendung des gleichen Materials gebildet wurden. Bei der Ausführung der Tests wurde KE1833 (Elastizitätsmodul: 3,5 MPa), hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., für die Spannungsentlastungs-Haftschicht 8 und die Trennwand 90 verwendet, und SE1886, hergestellt von Dow Corning Toray Co., Ltd., wurde für ein zweites Dichtharzelement 121 verwendet, wobei ein Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements 120 variiert wurde.
  • Die ersten Dichtharzelemente der Beispiele 4-1 bis 4-7 waren jeweils die gleichen wie bei den Beispielen 3-1 bis 3-7 des Beispiels 3. Wie aus den Testresultaten in den Beispielen 4-1 bis 4-7 gemäß 15 zu sehen ist, wurden mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration die Resultate bei der Anzahl der Zyklen im Vergleich zu dem Beispiel 3 verbessert, wobei jedoch hinsichtlich der Spanne des Elastizitätsmoduls des ersten Dichtharzelements die gleichen Resultate wie bei dem Beispiel 3 erzielt wurden.
  • 16 veranschaulicht Resultate eines Leistungszyklus-Tests und eines Wärmezyklus-Tests, die an einem Testmodul einer Halbleitervorrichtung mit der Konfiguration der 5 ausgeführt wurden, d. h. der Konfiguration, bei der eine Trennwand 90 gebildet wurde. Zum Herstellen der vorstehend genannten Halbleitervorrichtung wurden eine Basisplatte mit der Größe 85 mm × 120 mm × 3 mm, ein isolierendes Substrat aus Si3N4 mit der Größe 23,2 mm × 23,4 mm × 1,12 mm, ein Halbleiterelement aus SiC mit der Größe 5 mm × 5 mm × 0,35 mm, ein Bondverbindungsmaterial aus M731, hergestellt von SENJU METAL INDUSTRY CO., LTD., eine Gehäuseseitenplatte aus Polyphenylensulfid (PPS) sowie ein Draht aus Aluminium mit einem Durchmesser von 0,4 mm verwendet.
  • Bei dem Beispiel 5 wurde der Test an einem Testmodul ausgeführt, bei dem das Material eines isolierenden Substrats von dem Material des Beispiels 4 verschieden ist und die Größe einer Basisplatte größer als bei dem Beispiel 4 ist, wobei ferner der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements 120 variiert wurde. Bei der Ausführung des Tests wurde KE1833 (Elastizitätsmodul: 3,5 MPa), hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., für die Spannungsentlastungs-Haftschicht verwendet, und SE1886, hergestellt von Dow Corning Toray Co., Ltd., wurde für ein zweites Dichtharzelement 121 verwendet.
  • Die ersten Dichtharzelemente in den Beispielen 5-1 bis 5-7 waren jeweils die gleichen wie bei den Beispielen 4-1 bis 4-7 des Beispiels 4. Wie durch Vergleichen der Testresultate der Beispiele 5-1 bis 5-7 gemäß 16 sowie der Testresultate der Beispiele 4-1 bis 4-7 gemäß 15 erkennbar ist, wurden bei dem Beispiel 5 die gleichen Resultate wie bei dem Beispiel 4 erzielt.
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Testresultaten in den Beispielen 1 bis 5 hat es sich herausgestellt, dass unter Verwendung eines Harzelements mit einem Elastizitätsmodul in einem Bereich von 1 GPa bis 20 GPa für das erste Dichtharzelement sowie unter Verwendung eines Harzmaterials mit einem Elastizitätsmodul in einem Bereich von 30 kPa bis 1 GPa für die Spannungsentlastungs-Haftschicht und die Trennwand eine Halbleitervorrichtung geschaffen werden kann, die eine höhere Zuverlässigkeit besitzt und bei der es kaum zu einem Ablösen sowie einer Rissbildung kommen kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    isolierendes Substrat
    2, 20
    Elektrodenstruktur
    3
    Rückseiten-Elektrode
    4
    Halbleiterelement-Substrat
    5, 6
    Halbleiterelemente
    7, 70
    Bondverbindungsmaterial
    8
    Spannungsentlastungs-Haftschicht
    9, 90, 91
    Trennwand
    10
    Basisplatte
    11
    Gehäuseseitenplatte
    12, 120
    erstes Dichtharzelement
    13
    Draht
    14
    Anschluss
    121
    zweites Dichtharzelement
    21
    obere Vorrichtung
    22
    untere Vorrichtung
    23
    Harzeinspritzöffnung

Claims (10)

  1. Halbleitervorrichtung, die Folgendes aufweist: – ein Halbleiterelement-Substrat (4), bei dem eine Elektrodenstruktur (2) auf der einen Oberfläche eines isolierenden Substrats (1) gebildet ist und eine Rückseiten-Elektrode (3) auf der anderen Oberfläche des isolierenden Substrats (1) gebildet ist; – eine aus Harz gebildete Spannungsentlastungs-Haftschicht (8), die zumindest einen Teil eines Oberflächenbereichs des isolierenden Substrats (1), in dem die Elektrodenstruktur (2) und die Rückseiten-Elektrode (3) nicht gebildet sind, sowie einen Teil eines Oberflächenbereichs der Elektrodenstruktur (2) bedeckt; – ein Halbleiterelement (5, 6), das über ein Bondverbindungsmaterial (7) an der Oberfläche der Elektrodenstruktur (2) gegenüber von dem isolierenden Substrat (1) angebracht ist; und – ein erstes Dichtharzelement (12, 120), das das Halbleiterelement (5, 6) und das Halbleiterelement-Substrat (4) bedeckt, wobei der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Dichtharzelements (12, 120) näher bei dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elektrodenstruktur (2) liegt als der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des isolierenden Substrats (1) und wobei der Elastizitätsmodul der Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120); wobei die Halbleitervorrichtung ferner eine aus Harz gebildete Trennwand (90) aufweist, deren Höhe größer ist als die Höhe des Halbleiterelements (5, 6), wobei die Trennwand (90) derart ausgebildet ist, dass sie die Peripherie des Halbleiterelement-Substrats (4) auf einer Seite des Halbleiterelement-Substrats (4) umschließt, auf der das Halbleiterelement (5, 6) angebracht ist; wobei das erste Dichtharzelement (12, 120) den Bereich innenseitig der Trennwand (90) ausfüllt und der Elastizitätsmodul der Trennwand (90) niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120); und wobei die Halbleitervorrichtung eine Vielzahl von Halbleiterelement-Substraten aufweist und die Trennwände die Peripherie von jedem der Halbleiterelement-Substrate umschließend ausgebildet sind, wobei die Trennwände an der Peripherie des Halbleiterelement-Substrats (4) sowohl die Elektrodenstruktur (2), das isolierende Substrat (1) als auch die Rückseitenelektrode (3) vollständig umschließen.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fläche eines Bereichs des Halbleiterelement-Substrats (4), in dem die Elektrodenstruktur (2) oder die Rückseiten-Elektrode (3) nicht gebildet ist und der mit der Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) bedeckt ist, 80% oder mehr der Fläche ausmacht, in dem die Elektrodenstruktur (2) oder die Rückseiten-Elektrode (3) nicht gebildet ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fläche der Elektrodenstruktur (2), die mit der Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) bedeckt ist, 50% oder weniger der Oberfläche der Elektrodenstruktur (2) ausmacht.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) und die Trennwand (90) aus verschiedenen Harzen gebildet sind.
  5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) und die Trennwand (90) aus dem gleichen Harz gebildet sind.
  6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die weiterhin einen zweites Dichtharzelement (121) aufweist, das das erste Dichtharzelement (12, 120) und die Trennwand (90) überdeckt und dessen Elastizitätsmodul niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120).
  7. Halbleitervorrichtung, die Folgendes aufweist: – ein Halbleiterelement-Substrat (4), bei dem eine Elektrodenstruktur (2) auf der einen Oberfläche eines isolierenden Substrats (1) gebildet ist und eine Rückseiten-Elektrode (3) auf der anderen Oberfläche des isolierenden Substrats (1) gebildet ist; – eine aus Harz gebildete Spannungsentlastungs-Haftschicht (8), die zumindest einen Teil eines Oberflächenbereichs des isolierenden Substrats (1), in dem die Elektrodenstruktur (2) und die Rückseiten-Elektrode (3) nicht gebildet sind, sowie einen Teil eines Oberflächenbereichs der Elektrodenstruktur (2) bedeckt; – ein Halbleiterelement (5, 6), das über ein Bondverbindungsmaterial (7) an der Oberfläche der Elektrodenstruktur (2) gegenüber von dem isolierenden Substrat (1) angebracht ist; und – ein erstes Dichtharzelement (12, 120), das das Halbleiterelement (5, 6) und das Halbleiterelement-Substrat (4) bedeckt, wobei der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Dichtharzelements (12, 120) näher bei dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Elektrodenstruktur (2) liegt als der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient des isolierenden Substrats (1) und wobei der Elastizitätsmodul der Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120); wobei die Halbleitervorrichtung ferner eine aus Harz gebildete Trennwand (90) aufweist, deren Höhe größer ist als die Höhe des Halbleiterelements (5, 6), wobei die Trennwand (90) derart ausgebildet ist, dass sie die Peripherie des Halbleiterelement-Substrats (4) auf einer Seite des Halbleiterelement-Substrats (4) umschließt, auf der das Halbleiterelement (5, 6) angebracht ist; wobei das erste Dichtharzelement (12, 120) den Bereich innenseitig der Trennwand (90) ausfüllt und der Elastizitätsmodul der Trennwand (90) niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120); und wobei die Halbleitervorrichtung weiterhin ein zweites Dichtharzelement (121) aufweist, das das erste Dichtharzelement (12, 120) und die Trennwand (90) überdeckt und dessen Elastizitätsmodul niedriger ist als der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120), wobei die Trennwand (90) an der Peripherie des Halbleiterelement-Substrats (4) sowohl die Elektrodenstruktur (2), das isolierende Substrat (1) als auch die Rückseitenelektrode (3) vollständig umschließt.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Elastizitätsmodul der Spannungsentlastungs-Haftschicht (8) in einem Bereich von 30 kPa bis 1 GPa liegt und der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120) in einem Bereich von 1 GPa bis 20 GPa liegt.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Elastizitätsmodul der Trennwand (90) in einem Bereich 30 kPa bis 1 GPa liegt und der Elastizitätsmodul des ersten Dichtharzelements (12, 120) in einem Bereich von 1 GPa bis 20 GPa liegt.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Halbleiterelement aus einem Halbleiter mit großer Bandlücke gebildet ist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein Material auf der Basis von Galliumnitrid, Siliciumcarbid und Diamant beinhaltet.
DE112011103926.3T 2010-11-25 2011-05-09 Halbleitervorrichtung Active DE112011103926B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-2010-262407 2010-11-25
JP2010262407 2010-11-25
PCT/JP2011/060639 WO2012070261A1 (ja) 2010-11-25 2011-05-09 半導体装置および半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112011103926T5 DE112011103926T5 (de) 2013-10-10
DE112011103926B4 true DE112011103926B4 (de) 2018-03-08

Family

ID=46145623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112011103926.3T Active DE112011103926B4 (de) 2010-11-25 2011-05-09 Halbleitervorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9082707B2 (de)
JP (1) JP5638623B2 (de)
CN (1) CN103250242B (de)
DE (1) DE112011103926B4 (de)
WO (1) WO2012070261A1 (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5656907B2 (ja) * 2012-04-11 2015-01-21 三菱電機株式会社 パワーモジュール
WO2014009997A1 (ja) * 2012-07-11 2014-01-16 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
DE102012223982A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe
JP6072626B2 (ja) * 2013-06-26 2017-02-01 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP6139330B2 (ja) * 2013-08-23 2017-05-31 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
WO2015045648A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 富士電機株式会社 半導体装置、半導体装置の組み立て方法、半導体装置用部品及び単位モジュール
US10242969B2 (en) * 2013-11-12 2019-03-26 Infineon Technologies Ag Semiconductor package comprising a transistor chip module and a driver chip module and a method for fabricating the same
US9202789B2 (en) * 2014-04-16 2015-12-01 Qualcomm Incorporated Die package comprising die-to-wire connector and a wire-to-die connector configured to couple to a die package
JP6497942B2 (ja) * 2015-01-13 2019-04-10 日立オートモティブシステムズ株式会社 電子制御装置
DE102016000264B4 (de) * 2016-01-08 2022-01-05 Infineon Technologies Ag Halbleiterchipgehäuse, das sich lateral erstreckende Anschlüsse umfasst, und Verfahren zur Herstellung desselben
JP6995743B2 (ja) 2016-04-28 2022-01-17 デンカ株式会社 セラミック回路基板及びその製造方法
JP6759784B2 (ja) 2016-07-12 2020-09-23 三菱電機株式会社 半導体モジュール
JP6627698B2 (ja) 2016-09-13 2020-01-08 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6693441B2 (ja) * 2017-02-27 2020-05-13 オムロン株式会社 電子装置およびその製造方法
JP6785729B2 (ja) * 2017-07-12 2020-11-18 三菱電機株式会社 パワーモジュール
DE112018004816T5 (de) * 2017-09-05 2020-06-10 Mitsubishi Electric Corporation Leistungsmodul, verfahren zur herstellung desselben und leistungswandler
JP6816691B2 (ja) * 2017-09-29 2021-01-20 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6848802B2 (ja) 2017-10-11 2021-03-24 三菱電機株式会社 半導体装置
US11476170B2 (en) * 2018-06-12 2022-10-18 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor module and power conversion apparatus
US11508638B2 (en) * 2018-08-17 2022-11-22 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and power converter
US10529637B1 (en) 2018-10-31 2020-01-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated circuit package and method of forming same
DE102018132447B4 (de) 2018-12-17 2022-10-13 Infineon Technologies Ag Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
JP6826665B2 (ja) * 2018-12-27 2021-02-03 三菱電機株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法及び電力変換装置
US11035910B2 (en) * 2019-03-29 2021-06-15 Ablic Inc. Magnetic substance detection sensor
JP2021125477A (ja) * 2020-01-31 2021-08-30 株式会社東芝 半導体装置
WO2022021094A1 (zh) * 2020-07-28 2022-02-03 华为技术有限公司 一种功率模块及制备模具、设备
JP2022059517A (ja) * 2020-10-01 2022-04-13 富士電機株式会社 半導体モジュール
CN113130422B (zh) * 2021-02-26 2023-04-18 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 功率模块及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5817646A (ja) 1981-07-24 1983-02-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH07283441A (ja) * 1994-04-15 1995-10-27 Toshiba Corp 光半導体装置及びその製造方法
JP2003124401A (ja) 2001-10-15 2003-04-25 Nippon Avionics Co Ltd モジュールおよびその製造方法
US20070246833A1 (en) * 2006-04-25 2007-10-25 Tasao Soga Semiconductor power module
US20080258316A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Hitachi, Ltd. Power Semiconductor Module
US20090096081A1 (en) * 2007-10-15 2009-04-16 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Semiconductor device
JP2009289920A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000223623A (ja) * 1999-01-27 2000-08-11 Denso Corp 回路基板の実装構造
JP4030930B2 (ja) 2003-08-01 2008-01-09 株式会社日立製作所 半導体パワーモジュール
JP4319591B2 (ja) 2004-07-15 2009-08-26 株式会社日立製作所 半導体パワーモジュール
JP2007250703A (ja) * 2006-03-15 2007-09-27 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP4972503B2 (ja) * 2007-09-11 2012-07-11 株式会社日立製作所 半導体パワーモジュール
JP5556007B2 (ja) * 2008-12-12 2014-07-23 株式会社デンソー 電子装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5817646A (ja) 1981-07-24 1983-02-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH07283441A (ja) * 1994-04-15 1995-10-27 Toshiba Corp 光半導体装置及びその製造方法
JP2003124401A (ja) 2001-10-15 2003-04-25 Nippon Avionics Co Ltd モジュールおよびその製造方法
US20070246833A1 (en) * 2006-04-25 2007-10-25 Tasao Soga Semiconductor power module
US20080258316A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-23 Hitachi, Ltd. Power Semiconductor Module
US20090096081A1 (en) * 2007-10-15 2009-04-16 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Semiconductor device
JP2009289920A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103250242A (zh) 2013-08-14
JPWO2012070261A1 (ja) 2014-05-19
WO2012070261A1 (ja) 2012-05-31
US20130240909A1 (en) 2013-09-19
CN103250242B (zh) 2016-03-30
JP5638623B2 (ja) 2014-12-10
US9082707B2 (en) 2015-07-14
DE112011103926T5 (de) 2013-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112011103926B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112011105178B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE112012005746B4 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE102009045063B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit angespritztem Kühlkörper, Leistungshalbleitermodulsystem und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE102008023711B4 (de) Halbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls
DE102014213564B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102014202651B4 (de) Halbleitervorrichtungen und Halbleitermodul
DE112008000229B4 (de) Leistungshalbleitervorrichtung
DE102009000587B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Moduls mit einer gesinterten Verbindung zwischen einem Halbleiterchip und einer Kupferoberfläche
DE19983419B3 (de) Elektrisch isoliertes verpacktes Leistungshalbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102012224355B4 (de) Leistungsmodul
DE112012006690B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE112013007047B4 (de) Halbleitermodul
DE112013007390B4 (de) Halbleitermodul, Halbleitervorrichtung und Fahrzeug
DE102014102006B4 (de) Halbleitermodul
DE112015006049T5 (de) Halbleiterbauteil und verfahren zum herstellen eines halbleiterbauteils
DE102011083927A1 (de) Leistungsmodul und Verfahren zur Herstellung desselben
DE112012002165T5 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102012211424A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren für deren Herstellung
DE112014000851T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE112017004739T5 (de) Halbleitereinheit und Leistungswandler
DE112015006112T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE102012212968A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil mit elektrisch isolierendem element
DE102014100509A1 (de) Verfahren zur herstellung und testung eines chipgehäuses
DE112014005694T5 (de) Halbleitermodul

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE

Representative=s name: MEISSNER, BOLTE & PARTNER GBR, DE

R016 Response to examination communication
R084 Declaration of willingness to licence
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final