DE112017005657B4 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

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Abstract

Halbleitervorrichtung, bei der ein Montageelement (2), das eine Elektrode (21, 22) aufweist, elektrisch und mechanisch mit einem leitenden Element (1, 3) über ein Verbindungselement (5, 6) verbunden ist, wobei die Halbleitervorrichtung aufweist:das Montageelement, das die Elektrode aufweist;das leitende Element, das der Elektrode zugewandt angeordnet ist; unddas Verbindungselement, das zwischen dem Montageelement und dem leitenden Element angeordnet ist und die Elektrode und das leitende Element elektrisch und mechanisch miteinander verbindet, wobeidas Verbindungselement aus einem gesinterten Körper besteht, bei dem ein zusätzliches Teilchen (9), das ein Metallatom enthält, das eine höhere Aggregationsenergie als ein Silberatom aufweist, zu einem Silberteilchen (8) hinzugefügt ist, unddas zusätzliche Teilchen aus einem Oxid oder einem Carbid des Metallatoms besteht.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, in der ein Montageelement, das eine Elektrode aufweist, mit einem leitenden Element über ein Verbindungselement verbunden ist.
  • Stand der Technik
  • Es sind die folgenden Halbleitervorrichtungen dieser Art von Halbleitervorrichtung bekannt (siehe beispielsweise JP 2014 - 127 535 A ). Das heißt, in dieser Halbleitervorrichtung wird ein Halbleiter-Chip als ein Montageelement verwendet, und eine Elektrode wird auf dem Halbleiter-Chip angeordnet. Der Halbleiter-Chip ist derart angeordnet, dass die Elektrode dem leitenden Element zugewandt ist, und die Elektrode ist mit dem leitenden Element über das Verbindungselement elektrisch verbunden. Das Verbindungselement besteht aus einem gesinterten Ag-Körper, in dem nur Silber-Teilchen (im Folgenden wird Silber einfach als Ag bezeichnet) gesintert sind.
  • Die WO 2015 / 060 173 A1 offenbart Sinterverfahren mit Silberpasten mit kleineren und größeren Silberteilchen, aber auch anderen metallischen Teilchen aus V, Nb, Mo oder W.
  • Die DE 10 2012 222 791 A1 offenbart Sinterverfahren mit Silberpasten mit 75 Gew% Silber und metallischen oder keramischen Hilfsstoffen, wobei die keramischen Hilfsstoffe unter anderem Oxide von Aluminium oder Beryllium oder Carbide von Bor sein können, um die Wärmeleitfähigkeit zu gewährleisten.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfinder haben jedoch eine Halbleitervorrichtung studiert, die ein Verbindungselement aufweist, das aus einem derartigen gesinterten Ag-Körper besteht. Es hat sich daraus ergeben, dass, wenn die Halbleitervorrichtung während einer langen Zeit auf einer hohen Temperatur gehalten wird, große Leerstellen bzw. Fehlstellen in dem Verbindungselement ausgebildet werden. Wie es in den 7A und 7B gezeigt ist, gibt es in dem Fall, in dem das Verbindungselement J5 aus einem gesinterten Ag-Körper ausgebildet ist, sogar in dem Anfangszustand eine Mikro-Leerstelle V. Nachdem die Vorrichtung eine lange Zeit auf einer hohen Temperatur gehalten wurde, wurde bestätigt, dass eine große Anzahl von großen Leerstellen V ausgebildet wurden. Es wird angenommen, dass dieses Phänomen durch eine Diffusion von Ag-Teilchen (das heißt von Ag-Atomen) verursacht wird, wenn das Verbindungselement eine lange Zeit auf einer hohen Temperatur gehalten wird. Aus diesem Grund kann sich in einer Umgebung, in der eine derartige Halbleitervorrichtung während einer langen Zeit auf einer hohen Temperatur gehalten wird, die Verbindungsfestigkeit des Elementes verringern, und es besteht die Möglichkeit, dass sich das Verbindungselement verschlechtert.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei der eine Verschlechterung eines Verbindungselementes sogar dann verhindert wird, wenn die Vorrichtung während einer langen Zeit auf einer hohen Temperatur gehalten wird. Die Aufgabe wird durch eine Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Halbleitervorrichtung: ein Montageelement, das eine Elektrode aufweist; ein leitendes Element, das der Elektrode zugewandt angeordnet ist; und ein Verbindungselement, das zwischen dem Montageelement und dem leitenden Element angeordnet ist und die Elektrode und das leitende Element elektrisch und mechanisch miteinander verbindet. Das Verbindungselement besteht aus einem gesinterten Körper, in dem ein zusätzliches Teilchen, das ein Metallatom enthält, das eine höhere Aggregationsenergie als ein Silberatom aufweist, zu einem Silberteilchen hinzugefügt ist.
  • Da das Verbindungselement aus einem gesinterten Körper besteht, in dem das zusätzliche Teilchen, das das Metallatom enthält, das eine höhere Aggregationsenergie als das Silberatom aufweist, hinzugefügt ist, wird sogar dann, wenn dieses während einer langen Zeit bei einer hohen Temperatur verwendet wird, eine Diffusion des Silberatoms durch das Metallatom in dem zusätzlichen Teilchen verhindert. Daher ist es in der Halbleitervorrichtung möglich, zu verhindern, dass sich die Verbindungsfestigkeit durch eine große Leerstelle, die innerhalb des Verbindungselementes ausgebildet wird, verringert, und es ist möglich, eine Verschlechterung des Verbindungselementes zu verhindern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines ersten Verbindungselementes zeigt, das in 1 gezeigt ist.
    • 3A ist ein Diagramm, das eine binäre Ansicht eines Anfangszustands des ersten Verbindungselementes, das aus einem Silberteilchen unter Hinzufügung eines WO3-Teilchens ausgebildet wird, auf der Grundlage einer SEM-Fotografie zeigt.
    • 3B ist ein Diagramm, das eine binäre Ansicht eines Zustands des ersten Verbindungselementes, das aus dem Silberteilchen unter Hinzufügung des WO3-Teilchens nach einem Halten bei 205°C während 500 Stunden ausgebildet wird, auf der Grundlage der SEM-Fotografie zeigt.
    • 4A ist ein Diagramm, das eine binäre Ansicht eines Anfangszustands des ersten Verbindungselementes, das aus dem Silberteilchen unter Hinzufügung eines WC-Teilchens ausgebildet wird, auf der Grundlage einer SEM-Fotografie zeigt.
    • 4B ist ein Diagramm, das eine binäre Ansicht eines Zustands des ersten Verbindungselementes, das aus dem Silberteilchen unter Hinzufügung des WC-Teilchens nach einem Halten auf 205°C während 500 Stunden ausgebildet wird, auf der Grundlage der SEM-Fotografie zeigt.
    • 5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Atom und einer Aggregationsenergie zeigt.
    • 6A ist ein Diagramm, das eine Änderung einer Verbindungsfestigkeit eines herkömmlichen Verbindungselementes zeigt, das nur durch das Ag-Teilchen ausgebildet wird.
    • 6B ist ein Diagramm, das eine Änderung einer Verbindungsfestigkeit des ersten Verbindungselementes zeigt, das durch das Ag-Teilchen unter Hinzufügung des WO3-Teilchens ausgebildet wird.
    • 6C ist ein Diagramm, das eine Änderung einer Verbindungsfestigkeit des Verbindungselementes zeigt, das durch das Ag-Teilchen unter Hinzufügung des WC-Teilchens ausgebildet wird.
    • 7A ist ein Diagramm, das eine binäre Ansicht eines Anfangszustands des herkömmlichen Verbindungselementes, das nur durch das Ag-Teilchen ausgebildet wird, auf der Grundlage einer SEM-Fotografie zeigt.
    • 7B ist ein Diagramm, das eine binäre Ansicht eines Zustands des herkömmlichen Verbindungselementes, das nur durch das Ag-Teilchen nach einem Halten auf 250°C während 500 Stunden ausgebildet wird, auf der Grundlage einer SEM-Fotografie zeigt.
  • Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen werden dieselben oder äquivalenten Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform ist ein Halbleiter-Chip 2 auf einem ersten Wärmeabgabeelement 1 montiert, und ein zweites Wärmeabgabeelement 4 ist auf dem Halbleiter-Chip 2 über einen dazwischenliegenden Wärmeabgabeblock 3 angeordnet, wie es in 1 gezeigt ist. Außerdem ist ein erstes Verbindungselement 5 zwischen dem ersten Wärmeabgabeelement 1 und dem Halbleiter-Chip 2 angeordnet. Zwischen dem Halbleiter-Chip 2 und dem Wärmeabgabeblock 3 ist ein zweites Verbindungselement 6 angeordnet. Ein drittes Verbindungselement 7 ist zwischen dem Wärmeabgabeblock 3 und dem zweiten Wärmeabgabeelement 4 angeordnet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform entsprechen das erste Wärmeabgabeelement 1 und der Wärmeabgabeblock 3 einem leitenden Element, der Halbleiter-Chip 2 entspricht einem Montageelement, und das erste Verbindungselement 5 und das zweite Verbindungselement 6 entsprechen einem Verbindungselement.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Halbleiter-Chip 2 ein Halbleitersubstrat 20, das eine Oberfläche 20a und eine andere Oberfläche 20b aufweist, die entgegengesetzt zu der einen Oberfläche 20a ist. Auf dem Halbleitersubstrat 20 sind Halbleiterelemente wie beispielsweise ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (das heißt IGBT) und ein MOSFET (das heißt Metalloxid-Halbleiterfeldeffekttransistor) ausgebildet. Auf dem Halbleitersubstrat 20 ist eine Elektrode 21 der einen Oberfläche, die mit dem Halbleiterelement elektrisch zu verbinden ist, auf der Seite der einen Oberfläche 20a ausgebildet, und eine Elektrode 22 der anderen Seite, die mit dem Halbleiterelement elektrisch verbunden ist, ist auf der Seite der anderen Oberfläche 20b ausgebildet. Auch wenn es nicht speziell gezeigt ist, ist eine Gate-Anschlussfläche auf der Seite der Oberfläche 20a des Halbleitersubstrats 20 ausgebildet, und die Gate-Anschlussfläche ist mit dem Gate-Anschluss über einen Verbindungsdraht elektrisch verbunden.
  • Der Wärmeabgabeblock 3 ist zwischen dem Halbleiter-Chip 2 und dem zweiten Wärmeabgabeelement 4 angeordnet, um den Halbleiter-Chip 2 und das zweite Wärmeabgabeelement 4 elektrisch und mechanisch miteinander zu verbinden. Der Wärmeabgabeblock 3 besteht beispielsweise aus Kupfer (das heißt Cu), das eine hohe elektrische Leitfähigkeit und einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten oder Ähnliches aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Wärmeabgabeblock 3 eine rechteckige Gestalt auf. Der Wärmeabgabeblock 3 ist elektrisch, thermisch und mechanisch mit der Elektrode 21 der einen Oberfläche auf der Seite der einen Oberfläche 20a des Halbleiter-Chips 2 über das zweite Verbindungselement 6 verbunden und ist elektrisch, thermisch und mechanisch mit dem zweiten Wärmeabgabeelement 4 über das dritte Verbindungselement 7 verbunden.
  • Das erste Wärmeabgabeelement 1 und das zweite Wärmeabgabeelement 4 dienen als Wärmeabgabeplatte, die die Wärme, die in dem Halbleiter-Chip 2 erzeugt wird, über einen großen Bereich verbreitet und abgibt. Das erste Wärmeabgabeelement 1 und das zweite Wärmeabgabeelement 4 sind beispielsweise aus Kupfer, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit und einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten aufweist, als eine Basis ausgebildet und weisen eine Struktur auf, bei der eine Goldplattierung oder Ähnliches nach Bedarf auf der Oberfläche aufgebracht ist.
  • Das erste Wärmeabgabeelement 1 ist elektrisch, thermisch und mechanisch mit der Elektrode 22 der anderen Oberfläche des Halbleiter-Chips 2 über das erste Verbindungselement 5 verbunden und weist zusätzlich zu der Funktion einer Wärmeabgabeplatte eine Funktion als Verdrahtung auf, die mit der Elektrode 22 der anderen Oberfläche verbunden ist. Auf ähnliche Weise ist das zweite Wärmeabgabeelement 4 mit der Elektrode 21 der einen Oberfläche des Halbleiter-Chips 2 über den Wärmeabgabeblock 3 elektrisch verbunden, und das zweite Wärmeabgabeelement 4 dient zusätzlich zu seiner Funktion als Wärmeabgabeplatte als Verdrahtung, die mit der Elektrode 21 der einen Oberfläche verbunden ist.
  • Oben wurde eine Basiskonfiguration der Halbleitervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Im Folgenden wird die Konfiguration des ersten Verbindungselementes 5 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform weisen das zweite Verbindungselement 6 und das dritte Verbindungselement 7 dieselbe Struktur wie das erste Verbindungselement 5 auf.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, besteht das erste Verbindungselement 5 aus einem gesinterten Körper, in dem die zusätzlichen Teilchen 9 zu den Ag-Teilchen 8 hinzugefügt sind, und die zusätzlichen Teilchen 9 bestehen aus einem Oxid oder Carbid von Wolfram (im Folgenden einfach als W bezeichnet), das eine höhere Aggregationsenergie als Ag-Atome aufweist, die die Ag-Teilchen 8 bilden.
  • Wie es in 7B gezeigt ist, wird, wenn das Verbindungselement J5, das aus einem gesinterten Körper besteht, der nur Ag-Teilchen enthält, während einer langen Zeit auf einer hohen Temperatur gehalten wird, eine große Leerstelle bzw. Fehlstelle V innerhalb desselben ausgebildet. Daher haben die Erfinder berücksichtigt, dass eine Diffusion von Ag-Atomen durch Hinzufügen von zusätzlichen Teilchen, die Metallatome enthalten, die eine höhere Aggregationsenergie als Ag-Atome aufweisen, zu den Ag-Teilchen verhindert wird, und es wurden die in den 3A, 3B, 4A und 4B gezeigten experimentellen Ergebnisse erhalten. Die 3A und 3B zeigen die experimentellen Ergebnisse eines Falls, in dem Wolframoxid-Pulver (im Folgenden wird Wolframoxid einfach als WO3 bezeichnet), das eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,9 µm aufweist, mit zwei Gewichtsprozent zu dem Pulver der Ag-Teilchen 8 hinzugefügt wurde, die einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 1 µm bis 10 µm aufweisen. Die 4A und 4B zeigen die experimentellen Ergebnisse eines Falls, in dem Wolframcarbid-Pulver (im Folgenden wird Wolframcarbid einfach als WC bezeichnet), das eine mittlere Teilchengröße von 0,11 µm aufweist, mit zwei Gewichtsprozent zu dem Pulver der Ag-Teilchen 8 hinzugefügt wird, die einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 1 µm bis 10 µm aufweisen. Wie es in 5 gezeigt ist, ist W ein Metallatom, dessen Aggregationsenergie ausreichend höher als die Aggregationsenergie des Ag-Atoms ist.
  • Wie es in 3A, 3B, 4A und 4B gezeigt ist, werden die folgenden Ergebnisse erhalten, wenn das erste Verbindungselement 5 durch Hinzufügen von zusätzlichen WO3-Teilchen oder WC-Teilchen 9 zu den Ag-Teilchen 8 ausgebildet wird. Das heißt, sogar wenn das erste Verbindungselement 5 während 500 Stunden auf 250°C gehalten wird, kann bestätigt werden, dass im Vergleich zu der Leerstelle V des Anfangszustands keine große Leerstelle V ausgebildet wird. In der folgenden Beschreibung wird der Zustand nach dem Halten auf 250°C während 500 Stunden auch als Nachdauerzustand bezeichnet.
  • Wie es in 6A gezeigt ist, wird bestätigt, dass die Verbindungsfestigkeit des Verbindungselementes, das nur die Ag-Teilchen enthält, in dem Nachdauerzustand niedriger als in dem Anfangszustand ist. Wie es andererseits in 6B gezeigt ist, wird bestätigt, dass das erste Verbindungselement 5, das durch Hinzufügen der WO3-Teilchen zu den Ag-Teilchen 8 ausgebildet wird, eine Verringerung der Verbindungsfestigkeit in dem Nachdauerzustand im Vergleich zu dem Anfangszustand verhindern kann. Wie es in 6C gezeigt ist, wird ebenfalls bestätigt, dass das erste Verbindungselement 5, das durch Hinzufügen der WC-Teilchen zu den Ag-Teilchen 8 ausgebildet wird, ebenfalls eine Verringerung der Verbindungsfestigkeit in dem Nachdauerzustand im Vergleich zu dem Anfangszustand verhindern kann.
  • Anhand dieser Zeichnungen wird bestätigt, dass, wenn das erste Verbindungselement 5 durch Hinzufügen der zusätzlichen Teilchen 9, die W-Atome enthalten, die eine höhere Aggregationsenergie als Ag-Atome aufweisen, zu den Ag-Teilchen 8 ausgebildet wird, die Ausbildung einer großen Leerstelle V innerhalb desselben eingeschränkt wird und eine Verringerung der Verbindungsfestigkeit verhindert wird. Dieses Ergebnis resultiert vermutlich aus einer Aggregation von Ag-Atomen um die W-Atome durch Hinzufügen der zusätzlichen Teilchen 9, die W-Atome enthalten, die eine höhere Aggregationsenergie als Ag-Atome aufweisen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform bestehen die zusätzlichen Teilchen 9 aus Wolframoxid oder Wolframcarbid. Im Vergleich zu dem Fall, in dem nur W-Teilchen (das heißt W-Atome) hinzugefügt werden, können Ag-Atome durch die Reduktion von Ag-Atomen auf einfache Weise um die W-Atome aggregiert werden.
  • Wie es in den 6B und 6C gezeigt ist, wird außerdem bestätigt, dass nicht nur die Verhinderung der Verringerung der Verbindungsfestigkeit, sondern auch eine Verbesserung der Verbindungsfestigkeit erzielt werden, wenn das erste Verbindungselement 5 durch Hinzufügen der zusätzlichen Teilchen 9 zu den Ag-Teilchen 8 ausgebildet wird. Diesbezüglich wird vermutet, dass, wenn Ag-Atome sich um W-Atome ansammeln bzw. aggregieren, auch wenn ein klarer Mechanismus herausgefunden wurde, wie es in den 3B und 4B gezeigt ist, Mikroleerstellen V, die in dem Anfangszustand ausgebildet sind, eingegraben werden können.
  • Die mittlere Teilchengröße der zusätzlichen Teilchen 9, die hinzugefügt werden, ist vorzugsweise kleiner als der mittlere Teilchendurchmesser der Ag-Teilchen 8, so dass keine Leerstelle V zwischen den zusätzlichen Teilchen 9 und den Ag-Teilchen 8 ausgebildet wird. Auch wenn keine besondere Beschränkung dahingehend besteht, ist es vorteilhaft, die mittlere Teilchengröße der Ag-Teilchen 8 auf einen Bereich zwischen 1 µm und 10 µm festzulegen und den mittleren Teilchendurchmesser der zusätzlichen Teilchen 9 auf einen Bereich zwischen 0,1 µm und 3 µm festzulegen. Dadurch kann eine Ausbildung großer Leerstellen V zwischen den Ag-Teilchen 8 und den zusätzlichen Teilchen 9 in dem Anfangszustand verhindert werden, und es ist möglich, eine Verringerung der Verbindungsfestigkeit zu verhindern.
  • Oben wurde die Konfiguration der Halbleitervorrichtung dieser Ausführungsform beschrieben. Man beachte, dass die ersten bis dritten Verbindungselemente 5 bis 7 wie folgt erzeugt werden. Das heißt, zunächst wird ein Pastenmaterial vorbereitet, in dem Ag-Teilchen 8 in ein Lösungsmittel wie beispielsweise Alkohol oder Ethylenglykol gemischt sind, und die zusätzlichen Teilchen 9, die eine kleinere mittlere Teilchengröße als die Ag-Teilchen 8 aufweisen, werden hinzugefügt und eingerührt. Nach dem Aufbringen der Paste, die die zusätzlichen Teilchen 9 enthält, auf einen vorbestimmten Abschnitt wird ein Sintern beispielsweise bei 280°C während einer Stunde bei Luft oder unter Stickstoff durchgeführt.
  • Wie es oben beschrieben wurde, werden in der vorliegenden Ausführungsform die ersten bis dritten Verbindungselemente 5 bis 7 durch Hinzufügen der zusätzlichen Teilchen 9, die aus einem Oxid aus W oder einem Carbid aus W bestehen, zu den Ag-Teilchen 8 ausgebildet. Wie es in den 3A, 3B, 4A, 4B, 6B und 6C gezeigt ist, kann daher sogar dann, wenn die ersten bis dritten Verbindungselemente 5 bis 7 während einer langen Zeit auf einer hohen Temperatur gehalten werden, die Erzeugung von großen Leerstellen V in den ersten bis dritten Verbindungselementen 5 bis 7 verhindert werden. Daher wird verhindert, dass sich die Verbindungsfestigkeit der ersten bis dritten Verbindungselemente 5 bis 7 verringert, und es wird verhindert, dass die Verbindungselemente brechen.
  • Als zusätzliche Teilchen 9 wird ein Oxid von W oder ein Additiv von W verwendet. Daher werden im Vergleich zu dem Fall, in dem nur die W-Teilchen als zusätzliche Teilchen 9 hinzugefügt werden, in den ersten bis dritten Verbindungselementen 5 bis 7 die Ag-Atome durch die Reduktion von Ag-Atomen auf einfache Weise um die W-Atome angesammelt.
  • Außerdem ist der mittlere Teilchendurchmesser der zusätzlichen Teilchen 9 kleiner als der mittlere Teilchendurchmesser der Ag-Teilchen 8. Daher können in dem Anfangszustand die ersten bis dritten Verbindungselemente 5 bis 7 eine Ausbildung von großen Leerstellen V zwischen den Ag-Teilchen 8 und den zusätzlichen Teilchen 9 verhindern und können die Verringerung der Verbindungsfestigkeit verhindern.
  • (Weitere Ausführungsformen)
  • Auch wenn die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen oder Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung beinhaltet verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb des Äquivalenzbereiches. Zusätzlich zu den verschiedenen Kombinationen und Ausbildungen sind weitere Kombinationen und Ausbildungen einschließlich einem, mehr als einem oder weniger als einem Element innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung möglich.
  • In der ersten Ausführungsform wird W als ein Beispiel eines Metallatoms verwendet, das eine höhere Aggregationsenergie als ein Ag-Atom aufweist. Alternativ können andere Metallatome verwendet werden, solange wie die Aggregationsenergie höher als diejenige eines Ag-Atoms ist. Es wird angenommen, dass die Diffusion von Ag-Atomen verhindert wird, wenn die Aggregationsenergie höher als diejenige der Ag-Atome ist. Wie es in 5 gezeigt ist, können daher die zusätzlichen Teilchen 9 vorzugsweise Atome enthalten, die eine signifikant höhere Aggregationsenergie als Ag-Atome aufweisen, beispielsweise W, Niob (das heißt Nb), Molybden (das heißt Mo) und Vanadium (das heißt V). Alternativ können die zusätzlichen Teilchen 9 in der ersten Ausführungsform nur aus Metallatomen, aber nicht aus Oxiden oder Carbiden von Metallatomen bestehen, die eine höhere Aggregationsenergie als Ag-Atome aufweisen. Wenn die zusätzlichen Teilchen 9 ausgewählt werden, ist es vorteilhaft, ein Material auszuwählen, dessen Eigenschaften sich nicht groß ändern, wenn das Material mit den Ag-Atomen reagiert. Es wird beispielsweise angenommen, dass Chlor mit den Ag-Atomen reagiert und in einen Pulverzustand gelangt, so dass das Chlor nicht als Verbindungselement dient.
  • Außerdem kann das zweite Wärmeabgabeelement 4 gemäß der ersten Ausführungsform auf dem Halbleiter-Chip 2 über dem dazwischenliegenden zweiten Verbindungselement 6 ohne Anordnung des Wärmeabgabeblockes 3 angeordnet sein. In diesem Fall entspricht das zweite Wärmeabgabeelement 4 einem leitenden Element.
  • Außerdem können in der Halbleitervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform andere Konfigurationen geeignet geändert werden, solange wie mindestens eine Elektrode aus der Elektrode 21 der einen Oberfläche und der Elektrode 22 der anderen Oberfläche des Halbleiter-Chips 2 mit den leitenden Elementen 1, 3 über die Verbindungselemente 5, 6 verbunden ist.

Claims (4)

  1. Halbleitervorrichtung, bei der ein Montageelement (2), das eine Elektrode (21, 22) aufweist, elektrisch und mechanisch mit einem leitenden Element (1, 3) über ein Verbindungselement (5, 6) verbunden ist, wobei die Halbleitervorrichtung aufweist: das Montageelement, das die Elektrode aufweist; das leitende Element, das der Elektrode zugewandt angeordnet ist; und das Verbindungselement, das zwischen dem Montageelement und dem leitenden Element angeordnet ist und die Elektrode und das leitende Element elektrisch und mechanisch miteinander verbindet, wobei das Verbindungselement aus einem gesinterten Körper besteht, bei dem ein zusätzliches Teilchen (9), das ein Metallatom enthält, das eine höhere Aggregationsenergie als ein Silberatom aufweist, zu einem Silberteilchen (8) hinzugefügt ist, und das zusätzliche Teilchen aus einem Oxid oder einem Carbid des Metallatoms besteht.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zusätzliche Teilchen einen mittleren Teilchendurchmesser aufweist, der kleiner als derjenige des Silberteilchens ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Metallatom mindestsens eines aus Wolfram, Molybdän, Niob oder Vanadium ist.
  4. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die ein Montageelement (2), das eine Elektrode (21, 22) aufweist, ein leitendes Element (1, 3), das der Elektrode zugewandt ist, und ein Verbindungselement (5, 6) enthält, das zwischen dem Montageelement und dem leitenden Element angeordnet ist und die Elektrode und das leitende Element elektrisch und mechanisch verbindet, wobei das Verbindungselement aus einem gesinterten Körper besteht, bei dem ein zusätzliches Teilchen (9),das ein Metallatom enthält, das eine höhere Aggregationsenergie als ein Silberatom aufweist, zu einem Silberteilchen (8) hinzugefügt ist, und wobei das zusätzliche Teilchen aus einem Oxid oder Carbid des Metallatoms besteht, wobei das Verfahren aufweist: Herstellen eines Pastenmaterials, in dem das zusätzliche Teilchen zum dem Silberteilchen hinzugefügt ist; Aufbringen des Pastenmaterials auf einen vorbestimmten Abschnitt der Halbleitervorrichtung; und Sintern des Pastenmaterials, um das Verbindungselement zu schaffen.
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