DE112018001927T5 - Halbleiterbauelement - Google Patents

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Masaaki Matsuo
Kenji Hayashi
Akihiro SUZAKI
Soichiro TAKAHASHI
Masashi Hayashiguchi
Yoshihisa Tsukamoto
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Die Offenbarung stellt ein Halbleiterbauelement bereit. Das Bauelement weist ein erstes und ein zweites Substrat, erste Montageschichten, zweite Montageschichten, Leistungsversorgungsanschlüsse, einen Ausgangsanschluss, elektrisch leitende Kopplungsglieder und Schaltelemente auf. Das erste Substrat weist eine erste vorderseitige Fläche und rückseitige Fläche auf, die in eine Dickenrichtung weisen. Das zweite Substrat weist eine zweite vorderseitige Fläche, die in eine Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche in die Dickenrichtung weist, und eine zweite rückseitige Fläche, die von der zweiten vorderseitigen Fläche weg weist, auf. Das zweite Substrat ist in einer die Dickenrichtung kreuzenden Richtung von dem ersten Substrat beabstandet. Die ersten Montageschichten sind elektrisch leitfähig und auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet. Die zweiten Montageschichten sind elektrisch leitfähig und auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet. Die Leistungsversorgungsanschlüsse sind mit den ersten Montageschichten elektrisch verbunden. Der Ausgangsanschluss ist mit einer der zweiten Montageschichten verbunden. Die elektrisch leitenden Kopplungsglieder sind mit den ersten und zweiten Montageschichten verbunden. Die Schaltelemente sind auf den ersten und zweiten Montageschichten angebracht. Jedes der mehreren elektrisch leitenden Kopplungsglieder weist Streifenabschnitte und einen Verbindungabschnitt auf. Die Streifenabschnitte erstrecken sich in die erste Richtung und sind in einer sowohl die Dickenrichtung als auch die erste Richtung kreuzenden zweiten Richtung voneinander beabstandet. Der Verbindungsabschnitt erstreckt sich in die zweite Richtung, um die Streifenabschnitte miteinander zu verbinden. Die Streifenabschnitte sind an einem Ende mit der ersten Montageschicht verbunden und am anderen Ende mit der zweiten Montageschicht verbunden.

Description

  • TECHNICAL FIELD
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Halbleiterbauelement, auf dem mehrere Schaltelemente angebracht sind.
  • STAND DER TECHNIK
  • Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel für ein Halbleiterbauelement, das IGBTs als mehrere Schaltelemente aufweist. Das Halbleiterbauelement weist zwei isolierende Substrate auf. Die Schaltelemente auf einem der isolierenden Substrate bilden einen Schaltkreis des oberen Zweigs, und die Schaltelemente auf dem anderen isolierenden Substrat bilden einen Schaltkreis des unteren Zweigs. Verdrahtungsschichten (Kupfermuster) sind auf den beiden isolierenden Substraten angeordnet und mit den Schaltelementen elektrisch verbunden. Der Schaltkreis des oberen Zweigs und der Schaltkreis des unteren Zweigs sind über mehrere mit den Verdrahtungsschichten verbundene Drähte elektrisch miteinander verbunden.
  • In den letzten Jahren hat es einen zunehmenden Bedarf an Halbleiterbauelementen gegeben, die in der Lage sind, das Durchfließen eines großen elektrischen Stroms zum Antrieb zum Beispiel der Motoren von Elektrofahrzeugen zu gestatten. Die auf den isolierenden Substraten angeordneten Verdrahtungsschichten können durch Drähte verbunden sein. Drähte weisen jedoch eine relativ kleine Querschnittsfläche auf, und solch ein Halbleiterbauelement ist nicht dazu geeignet, das Fließen eines großen elektrischen Stroms zu gestatten.
  • Um das Bauelement zum Gestatten des Fließens von großen elektrischem Strom geeignet zu machen, können die Verdrahtungsschichten anstatt durch Drähte durch elektrisch leitende Glieder, wie zum Beispiel Metallplatten, die eine relativ große Querschnittsfläche aufweisen, verbunden werden. Leider weisen die leitenden Glieder eine größere Fläche, die mit den Verdrahtungsschichten verbunden ist, als die Drähte auf. Im Vergleich zu den Verdrahtungsschichten und den leitenden Gliedern weisen die isolierenden Substrate darüber hinaus einen kleineren linearen Ausdehnungskoeffizienten auf. Somit sind die isolierenden Substrate durch Wärme von den Schaltelementen hervorgerufener thermischer Spannung ausgesetzt. Die thermische Spannung konzentriert sich um jede Verbindung zwischen einer Verdrahtungsschicht und einem leitenden Glied herum. Wenn die isolierenden Substrate der Konzentration von thermischer Spannung wiederholt ausgesetzt werden, kann es zu Rissbildung in dem isolierenden Substrat kommen.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Angesichts der obigen Umstände zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, ein Halbleiterbauelement bereitzustellen, das in der Lage ist, das Fließen eines großen elektrischen Stroms zu gestatten und ferner eine Konzentration thermischer Spannung auf den Substraten zu reduzieren.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt ein Halbleiterbauelement bereit, das ein erstes Substrat, ein zweites Substrat, mehrere erste Montageschichten, mehrere zweite Montageschichten, mehrere Leistungsversorgungsanschlüsse, einen Ausgangsanschluss, mehrere elektrisch leitende Kopplungsglieder und mehrere Schaltelemente aufweist. Das erste Substrat weist eine erste vorderseitige Fläche und eine erste rückseitige Fläche auf, die jeweils in eine Dickenrichtung weisen. Das zweite Substrat weist eine zweite vorderseitige Fläche, die in eine Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche in die Dickenrichtung weist, und eine zweite rückseitige Fläche, die von der zweiten vorderseitigen Fläche weg weist, auf. Das zweite Substrat ist in einer senkrecht zu der Dickenrichtung verlaufenden Richtung von dem ersten Substrat beabstandet. Die mehreren ersten Montageschichten sind elektrisch leitfähig und auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet. Die mehreren zweiten Montageschichten sind elektrisch leitfähig und auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet. Die mehreren Leistungsversorgungsanschlüsse sind mit den mehreren ersten Montageschichten elektrisch verbunden. Der Ausgangsanschluss ist mit einer der mehreren zweiten Montageschichten verbunden. Die mehreren elektrisch leitenden Kopplungsglieder sind mit den mehreren ersten Montageschichten und mit den mehreren zweiten Montageschichten getrennt verbunden. Die mehreren Schaltelemente sind auf den mehreren ersten Montageschichten und den mehreren zweiten Montageschichten angebracht. Jedes der mehreren elektrisch leitenden Kopplungsglieder weist mehrere Streifenabschnitte und einen Verbindungabschnitt auf. Die mehreren Streifenabschnitte erstrecken sich in die erste Richtung und sind in einer senkrecht sowohl zur Dickenrichtung als auch zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung voneinander beabstandet. Der Verbindungsabschnitt erstreckt sich in die zweite Richtung, um die mehreren Streifenabschnitte miteinander zu verbinden. Die mehreren Streifenabschnitte sind an einem Ende mit der ersten Montageschicht verbunden und am anderen Ende mit der zweiten Montageschicht verbunden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen angeführt wird, besser ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterbauelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist eine Draufsicht des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements.
    • 3 ist eine Draufsicht des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements (wobei eine obere Platte weggelassen worden ist).
    • 4 ist eine Vorderansicht des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements.
    • 5 ist eine Ansicht des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements von der rechten Seite.
    • 6 ist eine Ansicht des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements von der linken Seite.
    • 7 ist eine Unteransicht des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements.
    • 8 ist eine vergrößerte Ansicht, die den rechten Teil (um ein erstes Substrat herum) von 3 zeigt.
    • 9 ist eine vergrößerte Ansicht, die den linken Teil (um ein zweites Substrat herum) von 3 zeigt.
    • 10 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen mittleren Teil von 3 zeigt.
    • 11 ist eine Schnittansicht entlang Linie XI-XI von 3.
    • 12 ist eine Schnittansicht entlang Linie XII-XII von 3.
    • 13 ist eine Schnittansicht entlang Linie XIII-XIII von 3.
    • 14 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Teil (um ein elektrisch leitendes Kopplungsglied herum) von 10 zeigt.
    • 15 ist Schnittansicht entlang Linie XV-XV von 14.
    • 16 ist eine Schnittansicht, die einen Prozess des Verbindens des in 14 gezeigten elektrisch leitenden Kopplungsglieds darstellt.
    • 17 ist eine vergrößerte Draufsicht, die ein Schaltelement und eine Diode zeigt, die auf einer ersten Montageschicht des oberen Zweigs von ersten Montageschichten angebracht sind.
    • 18 ist eine vergrößerte Draufsicht, die ein Schaltelement und eine Diode zeigt, die auf einer zweiten Montageschicht des oberen Zweigs von zweiten Montageschichten angebracht sind.
    • 19 ist eine vergrößerte Draufsicht, die ein Schaltelement und eine Diode zeigt, die auf einer ersten Montageschicht des unteren Zweigs von den ersten Montageschichten angebracht sind.
    • 20 ist eine vergrößerte Draufsicht, die ein Schaltelement und eine Diode zeigt, die auf einer zweiten Montageschicht des unteren Zweigs von den zweiten Montageschichten angebracht sind.
    • 21 ist ein Schaltbild des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements.
    • 22 zeigt die Analyseergebnisse von thermischer Spannung an den Komponenten des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements.
    • 23 zeigt die Werte parasitärer Gate-Induktivität, gemessen an den Schaltelementen des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements und an einem Halbleiterbauelement eines Vergleichsbeispiels.
    • 24 ist eine vergrößerte Draufsicht, die einen Teil (um ein elektrisch leitendes Kopplungsglied herum) eines Halbleiterbauelements gemäß einer Variation des in 1 gezeigten Halbleiterbauelements zeigt.
  • Durchführungsweise der Erfindung
  • Nachfolgend werden Durchführungsweisen der vorliegenden Offenbarung (im Folgenden als „Ausführungsformen“ bezeichnet) unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 20 wird ein Halbleiterbauelement A10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das Halbleiterbauelement A10 weist Substrate 10, erste Montageschichten 211, zweite Montageschichten 221, Leistungsversorgungsanschlüsse 23, einen Ausgangsanschluss 24, elektrisch leitende Kopplungsglieder 25 und Schaltelemente 31 auf. Das Halbleiterbauelement A10 weist ferner eine erste elektrisch leitende Schicht 212, erste Gate-Schichten 213, erste Detektionsschichten 214, eine zweite elektrisch leitende Schicht 222, zweite Gate-Schichten 223, zweite Detektionsschichten 224, erste elektrisch leitende Glieder 261, zweite elektrisch leitende Glieder 262, Gate-Anschlüsse 27, Elementstromdetektionsanschlüsse 281, Dioden 32, einen Kühlkörper 51 und ein Gehäuse 60 auf. In den 3 und 8 bis 11 ist zum besseren Verständnis eine obere Platte 69 weggelassen worden. 3 zeigt die Linie XI-XI durch eine strichpunktierte Linie.
  • Das in 1 gezeigte Halbleiterbauelement A10 ist ein Leistungsmodul. Das Halbleiterbauelement A10 kann für Wechselrichter von verschiedenen elektrischen Produkten und Hybridfahrzeugen verwendet werden. Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, ist das Halbleiterbauelement A10 mit Blickrichtung in einer Dickenrichtung z der Substrate 10 (im Folgenden einfach „Dickenrichtung z“) im Wesentlichen rechteckig. Für eine leichtere Beschreibung ist die senkrecht zur Dickenrichtung z verlaufende Richtung als eine erste Richtung x definiert. Die senkrecht sowohl zur Dickenrichtung z als auch zur ersten Richtung x verlaufende Richtung ist als eine zweite Richtung y definiert. Die erste Richtung x ist die Längsrichtung des Halbleiterbauelements A10.
  • Wie in 11 gezeigt wird, sind die Substrate 10 elektrisch isolierende Glieder, die auf dem Kühlkörper 51 gestützt werden. Die Substrate 10 des Halbleiterbauelements A10 weisen zwei Substrate, nämlich ein erstes Substrat 11 und ein zweites Substrat 12, auf. Die Anzahl von Substraten 10 ist nicht auf eine solche beschränkt, und es können zum Beispiel drei Substrate vorhanden sein. Das erste Substrat 11 weist eine erste vorderseitige Fläche 111 und eine erste rückseitige Fläche 112 auf, die jeweils in die Dickenrichtung z weisen. Das zweite Substrat 12 weist eine zweite rückseitige Fläche 121, die in die Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche 111 in die Dickenrichtung z weist, und weist auch eine zweite vorderseitige Fläche 122, die von der zweiten vorderseitigen Fläche 121 weg weist, auf. Das zweite Substrat 12 ist in der ersten Richtung x von dem ersten Substrat 11 beabstandet. Das heißt, zwischen dem ersten Substrat 11 und dem zweiten Substrat 12 ist in der ersten Richtung x ein Spalt C vorgesehen, wie in 10 gezeigt wird.
  • Die Materialien für das erste Substrat 11 und das zweite Substrat 12 weisen ein keramisches Material mit einer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit auf. Ein Beispiel für solch ein keramisches Material ist Aluminiumnitrid (AIN). Sowohl das erste Substrat 11 als auch das zweite Substrat 12 können DBC-Substrate (DBC - direct bonding copper) sein. Ein DBC-Substrat ist ein Substrat, das Aluminiumnitrid enthält und eine Kupfer(Cu-)Folie aufweist, die mit den in der Dickenrichtung z gegenüberliegenden Flächen des Substrats direkt verbunden ist.
  • Wie in den 3 und 8 gezeigt wird, sind die ersten Montageschichten 211, die erste elektrisch leitende Schicht 212, die ersten Gate-Schichten 213, die ersten Detektionsschichten 214 und ein Paar Thermistormontageschichten 215 elektrisch leitende Komponenten, die auf der vorderseitigen Fläche 111 des ersten Substrats 11 angeordnet sind. Die Materialien für diese elektrisch leitenden Komponenten weisen Kupfer auf. Wenn ein DBC-Substrat als das erste Substrat 11 verwendet wird, können diese elektrisch leitenden Komponenten durch Strukturieren der mit der ersten vorderseitigen Fläche 111 verbundenen Kupferfolie leicht gebildet werden. Diese elektrisch leitenden Komponenten können mit Silber (Ag) plattiert werden.
  • Wie in 8 gezeigt wird, sind mehrere Schaltelemente 31 und mehrere Dioden 32 auf den ersten Montageschichten 211 angebracht. Für eine leichtere Beschreibung werden die auf den ersten Montageschichten 211 angebrachten Schaltelemente 31 als „erste Elemente 31a“ bezeichnet. Die ersten Montageschichten 211 des Halbleiterbauelements A10 weisen eine erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs und eine erste Montageschicht 211b des unteren Zweigs auf.
  • Wie in 8 gezeigt wird, befindet sich die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs zu einem Rand des ersten Substrats 11 in der zweiten Richtung y hin. Die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs weist eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Bei dem Halbleiterbauelement A10 sind fünf erste Elemente 31a und fünf Dioden 32 auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs angebracht. Die Anzahlen von anzubringenden Komponenten sind jedoch nicht auf solche beschränkt. Die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs weist ein erstes Leistungsversorgungspad 211c an einem Ende, das in der ersten Richtung x näher am Gehäuse 60 liegt, auf. Das erste Leistungsversorgungspad weist eine sich in die zweite Richtung y erstreckende Streifenform auf.
  • Wie in 8 gezeigt wird, befindet sich die erste Montageschicht 211b des unteren Zweigs zwischen der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs und der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 in der zweiten Richtung y. Die erste Montageschicht 211b des unteren Zweigs weist eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Bei dem Halbleiterbauelement A10 sind fünf erste Elemente 31a und fünf Dioden 32 auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebracht. Die Anzahlen der anzubringenden Komponenten sind jedoch nicht auf solche beschränkt.
  • Wie in 8 gezeigt wird, ist die erste elektrisch leitende Schicht 212 mit den ersten Elementen 31a und den Dioden 32, die auf den ersten Montageschichten 211 angebracht sind, elektrisch verbunden. Die erste elektrisch leitende Schicht 212 befindet sich in der zweiten Richtung y über die erste Montageschicht 211b des unteren Zweigs hinweg gegenüber der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs. Die erste elektrisch leitende Schicht 212 weist eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Die erste elektrisch leitende Schicht 212 weist ein zweites Leistungsversorgungspad 212a an einem Ende, das in der ersten Richtung x näher am Gehäuse 60 liegt, auf. Das zweite Leistungsversorgungspad weist eine sich in die zweite Richtung y erstreckende Streifenform auf.
  • Wie in 8 gezeigt wird, sind die ersten Gate-Schichten 213 mit den ersten Elementen 31a elektrisch verbunden. Die ersten Gate-Schichten 213 weisen eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Die ersten Gate-Schichten 213 weisen eine Breite (das Maß in der zweiten Richtung y) auf, die kleiner als die Breite der ersten Montageschichten 211 und der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 ist. Die ersten Gate-Schichten 213 des Halbleiterbauelements A10 weisen eine erste Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs und eine erste Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs auf.
  • Wie in 8 gezeigt wird, befindet sich die erste Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs in der zweiten Richtung y zwischen der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs und dem Gehäuse 60. Wie ferner in 8 gezeigt wird, befindet sich die erste Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs in der zweiten Richtung y zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und dem Gehäuse 60.
  • Wie in 8 gezeigt wird, sind die ersten Detektionsschichten 214 mit den ersten Elementen 31a elektrisch verbunden. Die ersten Detektionsschichten 214 weisen eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Die ersten Detektionsschichten 214 weisen eine Breite (das Maß in der zweiten Richtung y) auf, die gleich der Breite der ersten Gate-Schichten 213 ist. Die ersten Detektionsschichten 214 des Halbleiterbauelements A10 weisen eine erste Detektionsschicht 214a des oberen Zweigs und eine erste Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs auf.
  • Wie in 8 gezeigt wird, befindet sich die erste Detektionsschicht 214a des oberen Zweigs zwischen der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs und der ersten Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs in der zweiten Richtung y. Wie ferner in 8 gezeigt wird, befindet sich die erste Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und der ersten Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs in der zweiten Richtung y.
  • Wie in 8 gezeigt wird, ist das Paar Thermistormontageschichten 215 in der ersten Richtung x voneinander beabstandet, um einen Thermistor 33 darauf zu stützen. Das Paar Thermistormontageschichten 215 befindet sich an einer Ecke des ersten Substrats 11. Die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs, die erste Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs und die erste Detektionsschicht 214a des oberen Zweigs befinden sich um ein Paar Thermistormontageschichten 215 herum.
  • Wie in den 3 und 9 gezeigt wird, sind die zweiten Montageschichten 221, die zweite elektrisch leitende Schicht 222, die zweiten Gate-Schichten 223 und die zweiten Detektionsschichten 224 elektrisch leitende Komponenten, die auf der zweiten vorderseitigen Fläche 121 des zweiten Substrats 12 angebracht sind. Die Materialien für diese elektrisch leitenden Komponenten weisen Kupfer auf. Wenn ein DBC-Substrat als das zweite Substrat 12 verwendet wird, können diese elektrisch leitenden Komponenten durch Strukturieren einer mit der zweiten vorderseitigen Fläche 121 verbundenen Kupferfolie leicht gebildet werden. Diese elektrisch leitenden Komponenten können mit Silber plattiert werden.
  • Wie in 9 gezeigt wird, sind mehrere Schaltelemente 31 und mehrere Dioden 32 auf den zweiten Montageschichten 221 angebracht. Für eine leichtere Beschreibung werden die auf den zweiten Montageschichten 221 angebrachten Schaltelemente 31 als „zweite Elemente 31b“ bezeichnet. Die zweiten Montageschichten 221 des Halbleiterbauelements A10 weisen eine erste Montageschicht 221a des oberen Zweigs und eine zweite Montageschicht 221b des unteren Zweigs auf.
  • Wie in 9 gezeigt wird, befindet sich die zweite Montageschicht 221a des oberen Zweigs zu einem Rand des zweiten Substrats 12 in der zweiten Richtung y hin. Die zweite Montageschicht 221a des oberen Zweigs weist eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Bei dem Halbleiterbauelement A10 sind fünf zweite Elemente 31b und fünf Dioden 32 auf der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs angebracht. Die Anzahlen von anzubringenden Komponenten sind jedoch nicht auf solche beschränkt.
  • Wie in 9 gezeigt wird, weist die zweite Montageschicht 221b des unteren Zweigs einen sich in der zweiten Richtung y zwischen der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 befindenden Teil auf. Die zweite Montageschicht 221b des unteren Zweigs weist eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Bei dem Halbleiterbauelement A10 sind fünf zweite Elemente 31b und fünf Dioden 32 auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebracht. Die Anzahlen von anzubringenden Komponenten sind jedoch nicht auf solche beschränkt. Die zweite Montageschicht 221b des unteren Zweigs weist ein Ausgangspad 221c an einem Ende, das in der ersten Richtung x näher am Gehäuse 60 liegt, auf. Das Ausgangspad weist eine sich in die zweite Richtung y erstreckende Streifenform auf. Auf einer Seite der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs in der zweiten Richtung y weist das Ausgangspad 221c einen Teil auf, der sich neben der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs in der ersten Richtung x befindet. Auf der anderen Seite der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs in der zweiten Richtung y weist das Ausgangspad 221c einen Teil auf, der sich in der ersten Richtung x neben der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 befindet.
  • Wie in 9 gezeigt wird, ist die zweite elektrisch leitende Schicht 222 mit den zweiten Elementen 31b und den Dioden 32, die auf den zweiten Montageschichten 221 angebracht sind, elektrisch verbunden. Die zweite elektrisch leitende Schicht 222 befindet sich in der zweiten Richtung y über die zweite Montageschicht 221b des unteren Zweigs hinweg gegenüber der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs. Die zweite elektrisch leitende Schicht 222 weist eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf.
  • Wie in 9 gezeigt wird, sind die zweiten Gate-Schichten 223 mit den zweiten Elementen 31b elektrisch verbunden. Die zweiten Gate-Schichten 223 weisen eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Die zweiten Gate-Schichten 223 weisen eine Breite (das Maß in der zweiten Richtung y) auf, die kleiner als die Breite der zweiten Montageschichten 221 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 ist. Die zweiten Gate-Schichten 223 des Halbleiterbauelements A10 weisen eine erste Gate-Schicht 223a des oberen Zweigs und eine zweite Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs auf.
  • Wie in 9 gezeigt wird, befindet sich die zweite Gate-Schicht 223a des oberen Zweigs in der zweiten Richtung y zwischen der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs und dem Gehäuse 60. Wie ferner in 9 gezeigt wird, befindet sich die zweite Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs in der zweiten Richtung y zwischen der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 und dem Gehäuse 60.
  • Wie in 9 gezeigt wird, sind die zweiten Detektionsschichten 224 mit den zweiten Elementen 31b elektrisch verbunden. Die zweiten Detektionsschichten 224 weisen eine sich in die erste Richtung x erstreckende Streifenform auf. Die zweiten Detektionsschichten 224 weisen eine Breite (das Maß in der zweiten Richtung y) auf, die gleich der Breite der zweiten Gate-Schichten 223 ist. Die zweiten Detektionsschichten 224 des Halbleiterbauelements A10 weisen eine zweite Detektionsschicht 224a des oberen Zweigs und eine zweite Detektionsschicht 224b des unteren Zweigs auf.
  • Wie in 9 gezeigt wird, befindet sich die zweite Detektionsschicht 224a des oberen Zweigs in der zweiten Richtung y zwischen der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs und der zweiten Gate-Schicht 223a des oberen Zweigs. Wie ferner in 9 gezeigt wird, befindet sich die zweite Detektionsschicht 224b des unteren Zweigs in der zweiten Richtung y zwischen der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 und der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt wird, sind die Leistungsversorgungsanschlüsse 23 eine Teilmenge externer Verbindungsanschlüsse, die in dem Halbleiterbauelement A10 vorgesehen sind. Die Leistungsversorgungsanschlüsse 23 können mit einer DC-Leistungsversorgung, die sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindet, verbunden sein. Die Leistungsversorgungsanschlüsse 23 werden am Gehäuse 60 gestützt. Die Leistungsversorgungsanschlüsse 23 bestehen aus Metallplatten, die aus Kupfer hergestellt sein können. Die Leistungsversorgungsanschlüsse 23 weisen eine Dicke von 1,0 mm auf
  • Die Leistungsversorgungsanschlüsse 23 weisen einen ersten Leistungsversorgungsanschluss 23a und einen zweiten Leistungsversorgungsanschluss 23b auf. Der erste Leistungsversorgungsanschluss 23a ist die positive Elektrode (P-Anschluss). Der erste Leistungsversorgungsanschluss 23a ist mit dem ersten Leistungsversorgungspad 211c der ersten Montageschicht 211a (einer der ersten Montageschichten 211) des oberen Zweigs verbunden. Der zweite Leistungsversorgungsanschluss 23b ist die negative Elektrode (N-Anschluss). Der zweite Leistungsversorgungsanschluss 23b ist mit dem zweiten Leistungsversorgungspad 212a der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 verbunden. Der erste Leistungsversorgungsanschluss 23a und der zweite Leistungsversorgungsanschluss 23b sind in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet.
  • Wie in den 8 und 12 gezeigt wird, weisen sowohl der erste Leistungsversorgungsanschluss 23a als auch der zweite Leistungsversorgungsanschuss 23b einen äußeren Verbindungsteil 231, einen inneren Verbindungsteil 232 und einen Zwischenteil 233 auf.
  • Jeder der äußeren Verbindungsteile 231 ist von dem Halbleiterbauelement A10 freigelegt und weist senkrecht zur Dickenrichtung z die Form einer flachen Platte auf. Der äußere Verbindungsteil 231 kann zum Beispiel mit einen Kabel einer DC-Leistungsversorgung verbunden sein. Der äußere Verbindungsteil 231 wird am Gehäuse 60 gestützt. Der äußere Verbindungsteil 231 weist ein Verbindungsloch 231a auf, bei dem es sich um ein in die Dickenrichtung z verlaufendes Durchgangsloch handelt. Ein Befestigungsglied, wie zum Beispiel eine Schraube, ist in dem Verbindungsloch 231a eingeführt. Der äußere Verbindungsteil 231 kann mit Nickel (Ni) plattiert sein.
  • Jeder der inneren Verbindungsteile 232 weist die Form eines Kamms mit Zähnen auf. Der innere Verbindungsteil des ersten Leistungsversorgungsanschlusses 23a ist mit dem ersten Leistungsversorgungspad 211c der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs verbunden. Der innere Verbindungsteil des zweiten Leistungsversorgungsanschlusses 23b ist mit dem zweiten Leistungsversorgungspad 212a der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 verbunden. Bei dem Halbleiterbauelement A10 weist jedes innere Verbindungsteil 232 drei Zähne auf, die entlang der zweiten Richtung y angeordnet sind. Die Zähne sind in die Dickenrichtung z so gebogen worden, dass sie mit Blickrichtung in der zweiten Richtung y eine Hakenform aufweisen. Die Zähne sind durch Ultraschallbonden mit dem ersten Leistungsversorgungspad 211c und dem zweiten Leistungsversorgungspad 212a verbunden.
  • Jeder der Zwischenteile 233 verbindet den äußeren Verbindungsteil 231 und den inneren Verbindungsteil 232 miteinander. Der Zwischenteil 233 weist in einem senkrecht zur ersten Richtung x verlaufenden Querschnitt eine L-Form auf. Der Zwischenteil 233 weist einen Basisteil 233a und einen stehenden Teil 233b auf. Der Basisteil 233a ist entlang der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y ausgerichtet. Ein Ende des Basisteils 233a in der ersten Richtung x ist mit dem inneren Verbindungsteil 232 verbunden. Der stehende Teil 233b ist von dem Basisteil 233a in der Dickenrichtung z erhaben. Ein Ende des stehenden Teils 233b in der Dickenrichtung z ist mit dem äußeren Verbindungsteil 231 verbunden.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt wird, ist der Ausgangsanschluss 24 einer der in dem Halbleiterbauelement A10 vorgesehenen äußeren Verbindungsanschlüsse. Der Ausgangsanschluss 24 kann mit einem Leistungsversorgungsziel (wie zum Beispiel einem Motor) verbunden sein, der sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindet. Der Ausgangsanschluss 24 wird an dem Gehäuse 60 gestützt und befindet sich in der ersten Richtung x über das erste Substrat 11 und das zweite Substrat 12 hinweg gegenüber den Leistungsversorgungsanschlüssen 23. Der Ausgangsanschluss 24 wird durch Metallplatten gebildet, die aus Kupfer hergestellt sein können. Der Ausgangsanschluss 24 weist eine Dicke von 1,0 mm auf.
  • Der Ausgangsanschluss 24 des Halbleiterbauelements A10 ist in zwei Teile, nämlich einen ersten Anschlussteil 24a und einen zweiten Anschlussteil 24b, unterteilt. Im Gegensatz zu dem Halbleiterbauelement A10 kann der Ausgangsanschluss 24 jedoch ein einziges ungeteiltes Teil sein. Der erste Anschlussteil 24a und der zweite Anschlussteil 24b sind mit dem Ausgangspad 221c der zweiten Montageschicht 221b (einer der zweiten Montageschichten 221) des unteren Zweigs parallelgeschaltet. Somit ist der Ausgangsanschluss 24 mit einer der zweiten Montageschichten 221 verbunden. Der erste Anschlussteil 24a und der zweite Anschlussteil 24b sind in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet.
  • Wie in den 9 und 13 gezeigt wird, weisen sowohl der erste Anschlussteil 24a als auch der zweite Anschlussteil 24b einen äußeren Verbindungsteil 241, einen inneren Verbindungsteil 242 und einen Zwischenteil 243 auf.
  • Jeder der äußeren Verbindungsteile 241 ist von dem Halbleiterbauelement A10 freigelegt und weist senkrecht zur Dickenrichtung z die Form einer flachen Platte auf. Der äußere Verbindungsteil 241 kann mit einem elektrisch mit einem Leistungsversorgungsziel verbundenen Kabel verbunden sein. Der äußere Verbindungsteil 241 wird am Gehäuse 60 gestützt. Der äußere Verbindungsteil 241 weist ein Verbindungsloch 241a auf, bei dem es sich um ein in die Dickenrichtung z verlaufendes Durchgangsloch handelt. Ein Befestigungsglied, wie zum Beispiel eine Schraube, ist in dem Verbindungsloch 241a eingeführt. Der äußere Verbindungsteil 231 kann mit Nickel plattiert sein.
  • Jeder innere Verbindungsteil 242 liegt in Form eines Kamms mit Zähnen auf, die mit dem Ausgangspad 221c der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs verbunden sind. Bei dem Halbleiterbauelement A10 weist jedes innere Verbindungsteil 232 drei Zähne auf, die in der Dickenrichtung z so angeordnet sind, dass sie mit Blickrichtung in der zweiten Richtung y einer Hakenform aufweisen. Die Zähne sind durch Ultraschallbonden mit dem ersten Ausgangspad 221c verbunden.
  • Jedes der Zwischenteile 243 verbindet den äußeren Verbindungsteil 241 und den inneren Verbindungsteil 242 miteinander. Der Zwischenteil 243 weist in einem senkrecht zur ersten Richtung x verlaufenden Querschnitt eine L-Form auf. Der Zwischenteil 243 weist einen Basisteil 243a und einen stehenden Teil 243b auf. Der Basisteil 243a ist entlang der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y ausgerichtet. Ein Ende des Basisteils 243a in der ersten Richtung x ist mit dem inneren Verbindungsteil 242 verbunden. Der stehende Teil 243b ist von dem Basisteil 243a in der Dickenrichtung z erhaben. Ein Ende des stehenden Teils 243b in der Dickenrichtung z ist mit dem äußeren Verbindungsteil 241 verbunden.
  • Wie in den 3 und 10 gezeigt wird, sind die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 elektrisch leitende Glieder, die jeweils mit der ersten Montageschicht 211 und der zweiten Montageschicht 221 verbunden sind oder mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden sind. Die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 weisen senkrecht zur Dickenrichtung z die Form einer flachen Platte auf. Die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 sind durch Metallplatten gebildet, die aus Kupfer hergestellt sein können. Die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 weisen eine Dicke von 0,3 bis 0,5 mm auf. Das heißt, die Dicke der elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 ist kleiner als die Dicke der Leistungsversorgungsanschlüsse 23 bzw. des Ausgangsanschlusses 24.
  • Wie in 10 gezeigt wird, weisen die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 ein erstes Glied 25a, ein zweites Glied 25b und ein drittes Glied 25c auf. Das erste Glied 25a verbindet die erste Montageschicht 211a (eine der ersten Montageschichten 211) des oberen Zweigs und die zweite Montageschicht 221a (eine der zweiten Montageschichten 221) des oberen Zweigs über den Spalt C hinweg, wodurch die elektrische Kontinuität zwischen der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs und der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs gewährleistet wird. Das zweite Glied 25b verbindet die erste Montageschicht 211b (eine der ersten Montageschichten 211) des unteren Zweigs und die zweite Montageschicht 221b (eine der zweiten Montageschichten 221) des unteren Zweigs über den Spalt C hinweg, wodurch elektrische Kontinuität zwischen der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs und der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs gewährleistet wird. Das dritte Glied 25c verbindet die erste elektrisch leitende Schicht 212 und die zweite elektrisch leitende Schicht 222 über den Spalt C hinweg, wodurch elektrische Kontinuität zwischen der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 gewährleistet wird. Das erste Glied 25a, das zweite Glied 25b und das dritte Glied 25c sind entlang der zweiten Richtung Y angeordnet.
  • Wie in 14 gezeigt wird, weisen sowohl das erste Glied 25a, das zweite Glied 25b als auch das dritte Glied 25c Streifenabschnitte 251 und einen Verbindungabschnitt 252 auf. Die Streifenabschnitte 251 erstrecken sich in die erste Richtung x, und die Streifenabschnitte 251 sind in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Obgleich die Anzahl von in dem Halbleiterbauelement A10 vorgesehenen Streifenabschnitten 251 zwei beträgt, ist die Anzahl der Streifenabschnitte 251 nicht auf eine solche beschränkt. Der Verbindungabschnitt 252 erstreckt sich in die zweite Richtung y, und der Verbindungabschnitt 252 verbindet die Streifenabschnitte 251 miteinander.
  • Wie in 14 gezeigt wird, sind bei dem ersten Glied 25a und dem zweiten Glied 25b die Streifenabschnitte 251 an einem Ende mit der ersten Montageschicht 211 verbunden, und die Streifenabschnitte 251 sind am anderen Ende mit der zweiten Montageschicht 221 verbunden. Bei dem dritten Glied 25c sind die Streifenabschnitte 251 an einem Ende mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 verbunden, und die Streifenabschnitte 251 sind am anderen Ende mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden.
  • Bei dem ersten Glied 25a und dem zweiten Glied 25b des Halbleiterbauelements A10 wird Ultraschallbonden zum Verbinden der Streifenabschnitte 251 mit den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 verwendet. Bei dem dritten Glied 25c des Halbleiterbauelements A10 wird Ultraschallbonden zum Verbinden der Streifenabschnitte 251 mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verwendet. Wie in 14 gezeigt wird, weist jeder Streifenabschnitte 251 ein Paar Verbindungsbereiche 251a auf. Das Paar Verbindungsbereiche 251a befindet sich in der ersten Richtung x an gegenüberliegenden Enden des Streifenabschnitts 251. Eines der Verbindungsbereiche 251a des Streifenabschnitts 251 ist der Teil, der mit einer von den ersten Montageschichten 211 und der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 verbunden ist. Der andere Verbindungsbereich 251a des Streifenabschnitts 251 ist der Teil, der mit einer von der zweiten Montageschicht 221 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden ist.
  • Wie in 14 gezeigt wird weist jeder der Verbindungsbereiche 251a mit Blickrichtung in der Dickenrichtung z ein Paar erster Ränder 251c und einen zweiten Rand 251d auf. Das Paar erster Ränder 251c ist in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Der zweite Rand 251d trifft in der ersten Richtung x auf ein Ende jedes ersten Rands 251c. In 14 werden die ersten Ränder 251c und die zweiten Ränder 251d vor dem Ultraschallbonden durch Phantomlinien (doppelt gestrichelten Strichpunktlinien) dargestellt. Jeder erste Rand 251c wölbt sich nach dem Ultraschallbonden um eine maximale Strecke Δe2 bezüglich des anfänglichen ersten Rands 251c in die zweite Richtung y vor. Der zweite Rand 215d wölbt sich nach dem Ultraschallbonden um eine maximale Strecke Δe1 bezüglich des anfänglichen zweiten Rands 215d in die erste Richtung x vor. Die maximale Strecke Δe1 ist größer als die maximale Strecke Δe2. Die ersten Ränder 251c und der zweite Rand 251d, die sich, wie oben beschrieben wurde, vorwölben, werden durch Ultraschallbonden unter Verwendung von Ultraschallschwingungen in die zweite Richtung y erreicht.
  • 15 zeigt einen Verbindungsbereich 251a, der mit einer von den zweiten Montageschichten 221 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden ist. Im Verbindungsbereich ist die Oberseite, die das Paar Ränder 251c hat, in der zweiten Richtung y größer die Unterseite, die mit der zweiten Montageschicht 221 oder der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 in Kontakt ist. Das heißt, die einander gegenüberliegenden Enden des Verbindungsbereichs 251a verjüngen sich in der zweiten Richtung y in dem Bereich zwischen der unteren Fläche und der oberen Fläche. Ebenso verjüngt sich der Verbindungsbereich 251a in der ersten Richtung x zwischen den Enden.
  • Wie in 14 gezeigt wird, weist jeder Streifenabschnitt 251 ein Paar erster Bereiche Δx1 und ein Paar zweiter Bereiche Δx2 auf. Mit Blickrichtung in der Dickenrichtung z überlappt sich jeder erste Bereich Δx1 mit einem von dem ersten Substrat 11 oder zweiten Substrat 12. Mit Blickrichtung in der Dickenrichtung z befindet sich jeder erste Bereich Δx1 zwischen einem Rand des Verbindungabschnitts 252 und einem Rand einer der ersten Montageschichten 211, der zweiten Montageschichten 221, der erst elektrisch leitenden Schicht 212 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222. Mit Blickrichtung in der Dickenrichtung überlappt sich jeder zweite Bereich Δx2 mit einer von den ersten Montageschichten 211, den zweiten Montageschichten 221, der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222. Jeder zweite Bereich Δx2 befindet sich zwischen dem ersten Bereich Δx1 und dem Verbindungsbereich 251a. Das Maß jedes ersten Bereichs Δx1 in der ersten Richtung x ist größer als das Maß jedes zweiten Bereichs Δx2 in der ersten Richtung x. Die zweiten Bereiche Δx2 sind als Toleranzen vorgesehen, um die Bildung der Verbindungsbereiche 251a in den Streifenabschnitten 251 durch Ultraschallbonden zu erleichtern. Das Maß der zweiten Bereiche Δx2 in der ersten Richtung x beträgt zum Beispiel 0,5 mm.
  • Wie in den 14 und 15 gezeigt wird, weist jeder Verbindungsbereich 251a mehrere Vorsprünge 251b auf der Oberfläche auf. Mit Blickrichtung in der Dickenrichtung z sind die Vorsprünge 251b in einem Gittermuster angeordnet. Die Vorsprünge 251b erstrecken sich in der Dickenrichtung z von dem Verbindungsbereichs 251a. Der Streifenabschnitt 251 weist eine Dicke t von 0,3 mm an einem Ende auf, an dem die Dicke die des Verbindungsbereichs 251a mit den Vorsprüngen 251b ist.
  • Unter Bezugnahme auf 16 wird im Folgenden ein Prozess des Verbindens der elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 durch Ultraschallbonden beschrieben. 16 zeigt Enden der Streifenabschnitte 251 in der ersten Richtung x, die mit einer von den ersten Montageschichten 211, den zweiten Montageschichten 221, der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 in Kontakt sind. In diesem Zustand werden die Enden durch Verwendung einer Kapillare 80 einer Drucklast ausgesetzt. Dann wird bewirkt, dass die Kapillare 80 Ultraschallschwingungen in der zweiten Richtung y und mit Frequenzen von 20 bis 60 kHz erzeugt. Durch diesen Prozess werden die Vorsprünge 251 aufweisenden Verbindungsbereiche 251a an den Enden gebildet. Da die Drucklast durch die Kapillare 80 in der Dickenrichtung z angelegt wird, weisen darüber hinaus die bearbeiteten Enden eine Dicke t (die Dicke t des Verbindungsbereichs 251a mit den Vorsprüngen 251b, wie in 15 gezeigt wird,) auf, die kleiner als die Dicke des Rests des Streifenabschnitts 251 ist. Die Form der Vorsprünge 251b, die von der Form der Kapillare 80 an dem den Verbindungsbereich 251a berührenden Teil abhängig ist, ist nicht besonders eingeschränkt. In dem Beispiel der 14 und 15 sind die Vorsprünge 251b in einem Gittermuster ausgebildet, das durch Linien gebildet wird, die sowohl bezüglich der ersten Richtung x als auch der zweiten Richtung y geneigt sind. Durch das Paar Verbindungsbereiche 251a und der so gebildeten Vorsprünge 251b werden die Enden mit der einen von den ersten Montageschichten 211, den zweiten Montageschichten 221, der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden. Ebenso können die inneren Verbindungsteile 232 der Leistungsversorgungsanschlüsse 23 und die inneren Verbindungsteile 242 des Ausgangsanschlusses 24, die vorstehend beschrieben wurden, durch Anlegen von Ultraschallschwingungen in die zweite Richtung y an die jeweiligen Zähne mit ihren Zielen verbunden werden, wie in 16 gezeigt wird.
  • Wie in 10 gezeigt wird, sind die ersten elektrisch leitenden Glieder 261 elektrisch leitende Komponenten, die sich über den Spalt C erstrecken, um getrennt mit den ersten Gate-Schichten 213 und den zweiten Gate-Schichten 223 verbunden zu werden. Somit sind die erste Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs und die zweite Gate-Schicht 223a des oberen Zweigs elektrisch miteinander verbunden, und die erste Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs und die zweite Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs sind elektrisch miteinander verbunden. Bei dem Halbleiterbauelement A10 wird jede erste elektrisch leitende Komponente 261 durch mehrere Metalldrähte gebildet, und das Metall kann Aluminium (Al) sein. Jegliche der ersten elektrisch leitenden Glieder 261 erstrecken sich in die erste Richtung x.
  • Wie in 10 gezeigt wird, sind die zweiten elektrisch leitenden Glieder 262 elektrisch leitende Komponenten, die sich über den Spalt C erstrecken, um getrennt mit den ersten Detektionsschichten 214 und den zweiten Detektionsschichten 224 verbunden zu werden. Somit sind die erste Detektionsschicht 214a des oberen Zweigs 214a und die zweite Detektionsschicht 224a des oberen Zweigs elektrisch miteinander verbunden, und die erste Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs und die zweite Detektionsschicht 224b des unteren Zweigs sind elektrisch miteinander verbunden. Bei dem Halbleiterbauelement A10 wird jede zweite elektrisch leitende Komponente 262 durch mehrere Metalldrähte gebildet, und das Metall kann Aluminium (Al) sein. Jegliche der zweiten elektrisch leitenden Glieder 262 erstrecken sich in die erste Richtung x.
  • Wie in den 2 bis 4 gezeigt wird, sind die Gate-Anschlüsse 27 eine Teilmenge der in dem Halbleiterbauelement A10 vorgesehenen äußeren Verbindungsanschlüsse. Die Gate-Anschlüsse 27 sind jeweils mit einer von den ersten Gate-Schichten 213 und den zweiten Gate-Schichten 223 elektrisch verbunden. Die Gate-Anschlüsse 27 sind mit einer Treiberschaltung (wie zum Beispiel einem Gate-Treiber), die sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindet, verbunden. Die Gate-Anschlüsse 27 werden am Gehäuse 60 gestützt. Die Gate-Anschlüsse 27 werden durch Metallstangen gebildet, und die Metallstangen können aus Kupfer hergestellt sein. Die Gate-Anschlüsse 27 können mit Zinn (Sn) oder mit Nickel und Zinn plattiert sein. Wie in 11 gezeigt wird, weisen die Gate-Anschlüsse 27 in einem senkrecht zur ersten Richtung x verlaufenden Querschnitt einer L-Form auf. Jeder Gate-Anschlüsse 27 weist einen Teil auf, der in die Richtung, in der die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 in die Dickenrichtung z weist, aus dem Gehäuse 60 ragt.
  • Die Gate-Anschlüsse 27 weisen einen ersten Gate-Anschluss 27a und einen zweiten Gate-Anschluss 27b auf. Wie in 10 gezeigt wird, befindet sich der erste Gate-Anschluss 27a in der zweiten Richtung y in der Nähe der zweiten Gate-Schicht 223a des oberen Zweigs. Wie in 10 gezeigt wird, befindet sich der zweite Gate-Anschluss 27b auf der dem ersten Gate-Anschluss 27a in der zweiten Richtung y über das erste Substrat 11 und das zweite Substrat 12 hinweg gegenüberliegenden Seite. Der zweite Gate-Anschluss 27b befindet sich in der Nähe der ersten Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs.
  • Wie in den 2 bis 4 gezeigt wird, sind die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 eine Teilmenge der in dem Halbleiterbauelement A10 vorgesehenen äußeren Verbindungsanschlüsse. Die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 sind jeweils mit einer von den ersten Detektionsschichten 214 und den zweiten Detektionsschichten 224 elektrisch verbunden. Die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 sind mit einer Steuerschaltung verbunden, die sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindet. Die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 werden am Gehäuse 60 gestützt. Die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 werden durch Metallstangen gebildet, und die Metallstangen können aus Kupfer hergestellt sein. Die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 können mit Zinn oder mit Nickel und Zinn plattiert sein. Wie in 11 gezeigt wird, weisen die Gate-Anschlüsse 27 in einem senkrecht zur ersten Richtung x verlaufenden Querschnitt einer L-Form auf. Jeder Elementstromdetektionsanschluss 281 weist einen Teil auf, der in die Richtung, in der die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 in die Dickenrichtung z weist, aus dem Gehäuse 60 ragt.
  • Die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 weisen einen ersten Detektionsanschluss 281a und einen zweiten Detektionsanschluss 281b auf. Wie in 10 gezeigt wird, befindet sich der erste Detektionsanschluss 281a in der ersten Richtung x neben dem ersten Gate-Anschluss 27a. Wie in 10 gezeigt wird, befindet sich der zweite Detektionsanschluss 281b in der ersten Richtung x neben dem zweiten Gate-Anschluss 27b.
  • Wie in den 2 bis 4 und 9 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 einen Sourcestromdetektionsanschluss 282 auf. Der Sourcestromdetektionsanschluss 282 ist einer der in dem Halbleiterbauelement A10 vorgesehenen äußeren Verbindungsanschlüsse. Der Sourcestromdetektionsanschluss 282 ist mit einer Steuerschaltung außerhalb des Halbleiterbauelements A10 verbunden. Der Sourcestromdetektionsanschluss 282 wird am Gehäuse 60 gestützt. Der Sourcestromdetektionsanschluss 282 wird durch eine Metallstange gebildet, und die Metallstange kann aus Kupfer hergestellt sein. Der Sourcestromdetektionsanschluss 282 kann mit Zinn oder mit Nickel und Zinn plattiert sein. Der Sourcestromdetektionsanschluss 282 ist hinsichtlich seiner Form mit den in 11 gezeigten Gate-Anschlüssen 27 identisch. Ähnlich wie die in 11 gezeigten Gate-Anschlüssen 27 weist der Sourcestromdetektionsanschluss 282 einen Teil auf, der in die Richtung, in die die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 weist, aus dem Gehäuse 60 ragt. In der zweiten Richtung y befindet sich der Sourcestromdetektionsanschluss 282 an der gleichen Stelle wie der erste Gate-Anschluss 27a. Der Sourcestromdetektionsanschluss 282 ist in der ersten Richtung x zu dem ersten Anschlussteil 24a (Ausgangsanschluss 24) von dem ersten Gate-Anschluss 27a beabstandet.
  • Wie in 9 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 einen Sourcestromdetektionsdraht 44 auf. Der Sourcestromdetektionsdraht 44 ist eine elektrisch leitende Komponente, die den Elementstromdetektionsanschluss 281 mit einer von der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs und der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs verbindet. Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist der Sourcestromdetektionsdraht 44 an einem Ende mit der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs verbunden. Somit ist der Elementstromdetektionsanschluss 281 mit der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs und der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs elektrisch verbunden. Der Sourcestromdetektionsdraht 44 kann aus Aluminium hergestellt sein.
  • Wie in den 2 bis 4 und 8 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 ein Paar Thermistoranschlüsse 29 auf. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 ist eine Teilmenge der in dem Halbleiterbauelement A10 vorgesehenen äußeren Verbindungsanschlüsse. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 ist mit einer Steuerschaltung außerhalb des Halbleiterbauelements A10 verbunden. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 wird am Gehäuse 60 gestützt. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 wird durch Metallstangen gebildet, und die Metallstangen können aus Kupfer hergestellt sein. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 kann mit Zinn oder mit Nickel und Zinn plattiert sein. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 ist hinsichtlich seiner Form mit den 11 gezeigten Gate-Anschlüssen 27 identisch. Ähnlich wie die in 11 gezeigten Gate-Anschlüssen 27 weist jeder Thermistoranschluss 29 einen Teil auf, der in die Richtung, in die die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 weist, aus dem Gehäuse 60 ragt. In der zweiten Richtung y befindet sich das Paar Thermistoranschlüsse an der gleichen Stelle wie der erste Gate-Anschluss 27a. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 ist in der ersten Richtung x zu dem ersten Leistungsversorgungsanschluss 23a von dem ersten Gate-Anschluss 27a beabstandet. Das Paar Thermistoranschlüsse 29 ist in der ersten Richtung x voneinander beabstandet.
  • Wie in 8 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 ein paar Thermistordrähte 45 auf. Die Thermistordrähte 45 des Paars sind elektrisch leitende Komponenten, die getrennt mit dem Paar Thermistoranschlüsse 29 und dem Paar Thermistormontageschichten 215 verbunden sind. Somit ist das Paar Sourcestromdetektionsanschlüsse 282 mit dem Paar Thermistormontageschichten 215 elektrisch verbunden. Das Paar Thermistordrähte 45 kann aus Aluminium hergestellt sein.
  • Wie in 3 gezeigt wird, sind die Schaltelemente 31 (die ersten Elemente 31a und die zweiten Elemente 31b) Halbleiterelemente, die auf den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 angebracht sind. Die Schaltelemente 31 auf der ersten Montageschicht 211 und der zweiten Montageschicht 221 sind entlang der ersten Richtung x angeordnet. Die Schaltelemente 31 sind IGBTs (insulated gate bipolar transistors / Bipolartransistoren mit isoliertem Gate), die in erster Linie durch Silicium (Si) oder Siliciumcarbid (SiC) gebildet werden. Als Alternative dazu können die Schaltelemente 31 MOSFETs (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors / Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) sein. Die Beschreibung des Halbleiterbauelements A10 bezieht sich auf einen Fall, in dem die Schaltelemente 31 IGBTs sind.
  • Wie in den 11 und 17 bis 20 gezeigt wird, weist jedes Schaltelement 31 eine erste Elektrode 311, eine zweite Elektrode 312 und eine Gate-Elektrode 313 auf.
  • Wie in den 17 bis 20 gezeigt wird, ist jede erste Elektrode 311 auf der Oberseite des Schaltelements 31 angeordnet, wobei die Oberseite in die Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 (oder die zweite vorderseitige Fläche 121 des zweiten Substrats 12) in die Dickenrichtung z weist. Der Emitterstrom des Schaltelements 31 fließt durch die erste Elektrode 311 heraus. Bei dem Halbleiterbauelement A10 weist die erste Elektrode 311 ein Paar in der zweiten Richtung y voneinander beabstandeter Bereiche auf.
  • Wie in 11 gezeigt wird, ist jede zweite Elektrode 312 auf der Unterseite des Schaltelements 31 angeordnet, wobei die Unterseite entgegengesetzt zu der Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 (oder die zweite vorderseitige Fläche 121 des zweiten Substrats 12) in die Dickenrichtung z weist. Der Kollektorstrom fließt durch die zweite Elektrode 312 in das Schaltelement 31.
  • Jede zweite Elektrode 312 ist durch eine elektrisch leitende Verbindungsschicht 39 mit einer von den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 elektrisch verbunden. Das heißt, die zweite Elektrode 312 jedes Schaltelements 31 ist mit einer von den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 elektrisch verbunden. Das Material der elektrisch leitenden Verbindungschichten 39 kann ein bleifreies Lot, das in erster Linie durch Zinn gebildet wird, sein.
  • Wie in den 17 bis 20 gezeigt wird, ist jede Gate-Elektrode 313 auf der Oberseite des Schaltelements 31 angeordnet, wobei die Oberseite in die Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 (oder die zweite vorderseitige Fläche 121 des zweiten Substrats 12) in die Dickenrichtung z weist. Bei dem Halbleiterbauelement A10 befindet sich die Gate-Elektrode 313 zwischen dem Paar Bereichen der ersten Elektrode 311 in der zweiten Richtung y. Die Gate-Spannung zum Ansteuern des Schaltelements 31 wird an die Gate-Elektrode 313 angelegt. Mit Blickrichtung in der Dickenrichtung z ist die Gate-Elektrode 313 flächenmäßig kleiner als die erste Elektrode 311.
  • Wie in 3 gezeigt wird, sind die Dioden 32 auf den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 angebracht. Die Dioden 32 entsprechen den Schaltelementen 31 eins zu eins. Jede Diode 32 ist mit einem entsprechenden der Schaltelemente 31 elektrisch verbunden. Bei dem Halbleiterbauelement A10 sind die Dioden 32 Schottky-Dioden.
  • Wie in den 11 und 17 bis 20 gezeigt wird, weist jede Diode 32 eine Anode 321 und eine Kathode 322 auf. Jede Anode 321 ist auf der Oberseite der Diode 32 angeordnet, wobei die Oberseite in die Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 (oder die zweite vorderseitige Fläche 121 zweiten Substrats 12) in die Dickenrichtung z weist. Jede Kathode 322 ist auf der Unterseite der Diode 32 angeordnet, wobei die Unterseite entgegengesetzt zu der Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche 111 des ersten Substrats 11 (oder die zweite vorderseitige Fläche 121 des zweiten Substrats 12) in die Dickenrichtung z weist. Jede Kathode 322 ist über eine elektrisch leitende Verbindungschicht 39 mit einer von den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 elektrisch verbunden. Somit ist die Kathode 322 jeder Diode 32 mit einer von den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 elektrisch verbunden.
  • Wie in den 3 und 8 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 den Thermistor 33 auf. Der Thermistor 33 ist mit dem Paar Thermistormontageschichten 215 elektrisch verbunden. Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist der Thermistor 33 ein NTC (negative temperature coefficient thermistor / Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten). NTC-Thermistoren weisen solch eine Eigenschaft auf, dass der Widerstand mit zunehmender Temperatur langsam abnimmt. Der Thermistor 33 wird als ein Temperatursensor des Halbleiterbauelements A10 verwendet. Der Thermistor 33 ist über das Paar Thermistormontageschichten 215 und das Paar Thermistordrähte 45 mit dem Paar Thermistoranschlüsse 29 elektrisch verbunden.
  • Wie in den 17 bis 20 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 erste Drähte 411 bis sechste Drähte 416, erste Gate-Drähte 421 und erste Detektionsdrähte 431 auf. Diese Drähte sind elektrisch leitende Komponenten, die jeweils an einem Ende entweder mit einem Schaltelement 31 oder einer Diode 32 verbunden sind oder mit einem Schaltelementen 31 und einer Diode 32 verbunden sind. Die elektrisch leitenden Komponenten können aus Aluminium hergestellt sein.
  • Unter Bezugnahme auf 17 werden im Folgenden mehrere erste Drähte 411, mehrere zweite Drähte 412 und mehrere dritte Drähte 413, die getrennt mit einem auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs angebrachten ersten Element 31a und einer entsprechenden Diode 32 verbunden sind, beschrieben. Die mehreren ersten Drähte 411 sind getrennt mit der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31a und mit der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs verbunden. Die mehreren zweiten Drähte 412 sind getrennt mit der Anode 321 der Diode 32 und der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen ersten Elektroden 311 der ersten Elemente 31a, die auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs angebracht sind, sowie die jeweiligen Anoden 321 der entsprechenden Dioden 32 mit der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs elektrisch verbunden. Die mehreren dritten Drähte 413 sind mit der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31a und mit der Anode 321 der entsprechenden Diode 32 verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen Anoden 321 der Dioden 32, die auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs angebracht sind, mit den jeweiligen ersten Elektroden 311 der entsprechenden ersten Elemente 31a elektrisch verbunden.
  • Im Folgenden werden die ersten Gate-Drähte 421 und die ersten Detektionsdrähte 431, die jeweils getrennt mit einem auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs angebrachten ersten Element 31a verbunden sind, unter Bezugnahme auf 17 beschrieben. Der erste Gate-Draht 421 ist mit der Gate-Elektrode 313 des ersten Elements 31a und mit der ersten Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs verbunden. Der erste Detektionsdraht 431 ist mit der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31a und mit der ersten Detektionsschicht 214a des oberen Zweigs verbunden.
  • Unter Bezugnahme auf 18 werden im Folgenden mehrere erste Drähte 411, mehrere zweite Drähte 412 und mehrere dritte Drähte 413, die getrennt mit einem auf der zweiten Montageschicht 121a des oberen Zweigs angebrachten zweiten Element 31b und einer entsprechenden Diode 32 verbunden sind, beschrieben. Die mehreren ersten Drähte 411 sind getrennt mit der ersten Elektrode 311 des zweiten Elements 31b und mit der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs verbunden. Die mehreren zweiten Drähte 412 sind getrennt mit der Anode 321 der Diode 32 und der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen ersten Elektroden 311 der zweiten Elemente 31, die auf der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs angebracht sind, sowie die jeweiligen Anoden 321 der entsprechenden Dioden 32 mit der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs elektrisch verbunden. Die mehreren dritten Drähte 413 sind mit der ersten Elektrode 311 des zweiten Elements 31b und mit der Anode 321 der entsprechenden Diode 32 verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen Anoden 321 der Dioden 32, die auf der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs angebracht sind, mit den jeweiligen ersten Elektroden 311 der entsprechenden ersten Elemente 31a elektrisch verbunden.
  • Unter Bezugnahme auf 18 werden im Folgenden mehrere erste Gate-Drähte 421 und mehrere erste Detektionsdrähte 431, die getrennt mit einem auf der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs angebrachten Element 31b verbunden sind, beschrieben. Die mehreren ersten Gate-Drähte 421 sind getrennt mit der Gate-Elektrode 313 des zweiten Elements 31b und mit der zweiten Gate-Schicht 223a des oberen Zweigs verbunden. Die mehreren ersten Detektionsdrähte 431 sind getrennt mit der ersten Elektrode 311 des zweiten Elements 31b und mit der zweiten Detektionsschicht 224a des oberen Zweigs verbunden.
  • Unter Bezugnahme auf 19 werden im Folgenden mehrere vierte Drähte 414, mehrere fünfte Drähte 415 und mehrere sechste Drähte 416, die getrennt mit einem auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebrachten ersten Element 31a und einer entsprechenden Diode 32 verbunden sind, beschrieben. Die mehreren vierten Drähte 414 sind getrennt mit einem der Bereiche der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31a und mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 verbunden. Die mehreren fünften Drähte 415 sind getrennt mit dem anderen Bereich der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31a und mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen ersten Elektroden 311 der ersten Elemente 31a, die auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebracht sind, mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 elektrisch verbunden. Die mehreren sechsten Drähte 416 sind getrennt mit dem anderen Bereich der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31a und mit der Anode 321 der entsprechenden Diode 32 verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen Anoden 321 der Dioden 32, die auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebracht sind, über die fünften Drähte 415 mit den jeweiligen ersten Elektroden 311 der entsprechenden zweiten Elemente 31b und auch mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 222 elektrisch verbunden.
  • 17 veranschaulicht, dass die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs über die ersten Elemente 31a und die ersten Drähte 411 mit der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs elektrisch verbunden ist. 19 veranschaulicht, dass die erste Montageschicht 211b des unteren Zweigs über die ersten Elemente 31a und die fünften Drähte 415 mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 elektrisch verbunden ist. Da die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs und die erste elektrisch leitende Schicht 212 elektrisch miteinander verbunden sind, sind die Leistungsversorgungsanschlüsse 23 mit den ersten Montageschichten 211 elektrisch verbunden.
  • Im Folgenden werden die ersten Gate-Drähte 421 und die ersten Detektionsdrähte 431, die jeweils getrennt mit einem auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebrachten ersten Element 31a verbunden sind, unter Bezugnahme auf die 8 und 19 beschrieben. Der erste Gate-Draht 421 ist mit der Gate-Elektrode 313 des ersten Elements 31a und mit der ersten Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs verbunden. Der erste Detektionsdraht 431 ist mit der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31a und mit der ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs verbunden.
  • Unter Bezugnahme auf 20 werden im Folgenden mehrere vierte Drähte 414, mehrere fünfte Drähte 415 und mehrere sechste Drähte 416, die getrennt mit einem auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebrachten zweiten Element 31b und einer entsprechenden Diode 32 verbunden sind, beschrieben. Die mehreren vierten Drähte 414 sind getrennt mit einem der Bereiche der ersten Elektrode 311 des zweiten Elements 31b und mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden. Die mehreren fünften Drähte 415 sind getrennt mit dem anderen Bereich der ersten Elektrode 311 des zweiten Elements 31b und mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen ersten Elektroden 311 der zweiten Elemente 31b, die auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebracht sind, mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 elektrisch verbunden. Die mehreren sechsten Drähte 416 sind getrennt mit dem anderen Bereich der ersten Elektrode 311 des zweiten Elements 31b und mit der Anode 321 der entsprechenden Diode 32 verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen Anoden 321 der Dioden 32, die auf der zweiten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebracht sind, über die fünften Drähte 415 mit den jeweiligen ersten Elektroden 311 der entsprechenden zweiten Elemente 31b und auch mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 elektrisch verbunden.
  • 18 veranschaulicht, dass die zweite Montageschicht 221a des oberen Zweigs über die zweiten Elemente 31b und die ersten Drähte 411 mit der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs elektrisch verbunden ist. 20 veranschaulicht, dass die zweite Montageschicht 221b des unteren Zweigs über die zweiten Elemente 31b und die fünften Drähte 415 mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 elektrisch verbunden ist. Somit sind die zweite Montageschicht 221a des oberen Zweigs und die zweite elektrisch leitende Schicht 222 elektrisch miteinander verbunden.
  • Im Folgenden werden die ersten Gate-Drähte 421 und die ersten Detektionsdrähte 431, die jeweils getrennt mit einem auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebrachten zweiten Element 31b verbunden sind, unter Bezugnahme auf die 9 und 20 beschrieben. Der erste Gate-Draht 421 ist mit der Gate-Elektrode 313 des zweiten Elements 31b und mit der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs verbunden. Der erste Detektionsdraht 431 ist mit der ersten Elektrode 311 des zweiten Elements 31b und mit der zweiten Detektionsschicht 224b des unteren Zweigs verbunden.
  • Wie in 10 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 zweite Gate-Drähte 422 auf. Die zweiten Gate-Drähte 422 sind elektrisch leitende Komponenten, die jeweils mit einem von den Gate-Anschlüssen 27 und einem von den ersten Gate-Schichten 213 und dem zweiten Gate-Schichten 223 verbunden sind. Das Halbleiterbauelement A10 weist zwei zweite Gate-Drähte 422 auf. Die zweiten Gate-Drähte 422 können aus Aluminium hergestellt sein.
  • Wie in 10 gezeigt wird, ist einer der zweiten Gate-Drähte 422 mit dem ersten Gate-Anschluss 27a und mit der ersten Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs verbunden. Somit ist der erste Gate-Anschluss 27a mit den Gate-Elektroden 313 der ersten Elemente 31a, die auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs angebracht sind, und auch mit den Gate-Elektroden 313 der zweiten Elemente 31b, die auf der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs angebracht sind, elektrisch verbunden. Dieser zweite Gate-Draht 422 ist an einer Stelle zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der am nächsten zu dem zweiten Substrat 12 liegt, das sich in der ersten Richtung x gegenüber befindet, und dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der am nächsten zu dem am nächsten gelegenen ersten Gate-Draht liegt, mit der ersten Gate-Schicht 213a des oberen Zweigs verbunden.
  • Wie in 10 gezeigt wird, ist der andere, zweite Gate-Draht 422 mit dem Gate-Anschluss 27b und mit der Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs verbunden. Somit ist der zweite Gate-Anschluss 27b mit den Gate-Elektroden 313 der ersten Elemente 31a, die auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebracht sind, und auch mit den Gate-Elektroden 313 der zweiten Elemente 31b, die auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebracht sind, elektrisch verbunden. Dieser zweite Gate-Draht 422 ist an einer Stelle zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der am nächsten zu dem ersten Substrat 11 liegt, das sich in der ersten Richtung x gegenüber befindet, und dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der am nächsten zu dem ersten Gate-Draht liegt, mit der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs verbunden.
  • Wie in 10 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 zweite Detektionsdrähte 423 auf. Die zweiten Detektionsdrähte 432 sind elektrisch leitende Komponenten, die jeweils mit einem von den Elementstromdetektionsanschlüssen 281 und mit einer von den ersten Detektionsschichten 214 und den zweiten Detektionsschichten 224 verbunden sind. Das Halbleiterbauelement A10 weist zwei zweite Detektionsdrähte 432 auf. Die zweiten Detektionsdrähte 432 können aus Aluminium hergestellt sein.
  • Wie in 10 gezeigt wird, ist einer der zweiten Detektionsdrähte 432 mit dem ersten Detektionsanschluss 281a und mit der zweiten Detektionsschicht 224a des oberen Zweigs verbunden. Somit ist der erste Detektionsanschluss 281a mit den ersten Elektroden 311 der ersten Elemente 31a, die auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs angebracht sind, und auch mit den ersten Elektroden 311 der zweiten Elemente 31b, die auf der zweiten Montageschicht 221a des oberen Zweigs angebracht sind, elektrisch verbunden. Dieser zweite Detektionsdraht 432 ist an einer Stelle zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der am nächsten zu dem ersten Substrat 11 liegt, das sich in der ersten Richtung x gegenüber befindet, und dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der am nächsten zu dem am nächsten gelegenen ersten Detektionsdraht liegt, mit zweiten Detektionsschicht 224a des oberen Zweigs verbunden.
  • Wie in 10 gezeigt wird, ist der andere, zweite Detektionsdraht 432 mit dem zweiten Detektionsanschluss 281b und mit der ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs verbunden. Somit ist der zweite Detektionsanschluss 281b mit den ersten Elektroden 311 der ersten Elemente 31a, die auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebracht sind, und auch mit den ersten Elektroden 311 der zweiten Elemente 31b, die auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebracht sind, elektrisch verbunden. Dieser zweite Detektionsdraht 432 ist an einer Stelle zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der am nächsten zu dem zweiten Substrat 12 liegt, das sich in der ersten Richtung x gegenüber befindet, und dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der am nächsten zu dem ersten Detektionsdrahts liegt, mit der ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs verbunden.
  • Wie in 11 gezeigt wird, ist der Kühlkörper 51 sowohl mit der ersten rückseitigen Fläche 112 des ersten Substrats 11 als auch mit der zweiten rückseitigen Fläche 122 des zweiten Substrats 12 verbunden. Somit stützt der Kühlkörper 51 das erste Substrat 11 und das zweite Substrat 12. Der Kühlkörper 51 wird durch eine flache Metallplatte gebildet, und das Metall kann Kupfer sein. Der Kühlkörper 51 kann mit Nickel plattiert sein. Der Kühlkörper 51 weist einen von dem Halbleiterbauelement A10 freigelegten Teil auf, und eine andere Kühlkomponente kann an dem freigelegten Teil des Kühlkörpers 51 befestigt sein. Wie in den 7 bis 9 gezeigt wird, weist der Kühlkörper 51 an seinen vier Ecken mit Blickrichtung in der Dickenrichtung z Stützlöcher 511 auf. Die Stützlöcher 511 durchdringen den Kühlkörper 51 in der Dickenrichtung z. Die Stützlöcher 511 werden dazu verwendet, den Kühlkörper 51, der das erste Substrat 11 und das zweite Substrat 12 stützt, am Gehäuse 60 zu fixieren.
  • Wie in 11 gezeigt wird, ist eine Wärmeübertragungsschicht 52 auf der ersten rückseitigen Fläche 112 des ersten Substrats 11 und der zweiten rückseitigen Fläche 122 des zweiten Substrats 12 angeordnet. Die Wärmeübertragungsschicht 52 kann aus einem metallischen Material, wie zum Beispiel einer Kupferfolie, hergestellt sein. Die Wärmeübertragungsschicht 52 überträgt während des Betriebs durch die Schaltelemente 31 erzeugte Wärme auf den Kühlkörper 51.
  • Wie in 11 gezeigt wird, ist eine Klebstoffschicht 59 zwischen dem Kühlkörper 51 und der Wärmeübertragungsschicht 52 angeordnet. Die Klebstoffschicht 59 wird dazu verwendet, den Kühlkörper 51 mit dem ersten Substrat 11 und dem zweiten Substrat 12 zu verkleben. Die Klebstoffschicht 59 kann aus einem Material, wie zum Beispiel einem bleifreien Lot, das in erster Linie durch Zinn gebildet wird, hergestellt sein. Das heißt, der Kühlkörper 51 ist über die Wärmeübertragungsschicht 52 und die Klebstoffschicht 59 mit dem ersten Substrat 11 und dem zweiten Substrat 12 verbunden.
  • Wie in den 2 bis 6 gezeigt wird, ist das Gehäuse 60 ein elektrisch isolierendes Glied, das das erste Substrat 11 und das zweite Substrat 12 mit Blickrichtung in die Dickenrichtung z umgibt. Das Gehäuse 60 kann aus einem Kunstharz mit hervorragender Wärmebeständigkeit, wie zum Beispiel PPS (Polyphenylensulfid) hergestellt sein. Das Gehäuse 60 weist ein Paar erster Seitenwände 611, ein Paar zweiter Seitenwände 612, Montageteile 62, eine Leistungsversorgungsanschlussbasis 63 und einer Ausgangsanschlussbasis 64 auf.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt wird, sind die ersten Seitenwände 611 in der ersten Richtung x voneinander beabstandet. Die ersten Seitenwände 611 sind sowohl entlang der zweiten Richtung y als auch der Dickenrichtung z ausgerichtet, und ein Ende jeder ersten Seitenwand ist in der Dickenrichtung z mit dem Kühlkörper 51 in Kontakt.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt wird, sind die zweiten Seitenwände 612 in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Die zweiten Seitenwände 612 sind sowohl entlang der ersten Richtung x als auch der Dickenrichtung z ausgerichtet, und ein Ende jeder Seitenwand ist in der Dickenrichtung z mit dem Kühlkörper 51 in Kontakt. Die einander gegenüberliegenden Enden jeder zweiten Seitenwand 612 grenzen in der ersten Richtung x an dem Paar erster Seitenwände 611 an. Der erste Gate-Anschluss 27a, der erste Detektionsanschluss 281a, der Sourcestromdetektionsanschluss 282 und das Paar Thermistoranschlüsse 29 sind in einer der zweiten Seitenwände 612 eingebettet. Der zweite Gate-Anschluss 27b und der zweite Detektionsanschluss 281b sind in der anderen Seitenwand 612 eingebettet. Wie in den 8 bis 10 gezeigt wird, werden diese Anschlüsse an ihren Enden, die in der Dickenrichtung z näher am ersten Substrat 11 und zweiten Substrat 12 liegen, durch die zweiten Seitenwände 612 gestützt.
  • Wie in den 2, 8 und 9 gezeigt wird, sind die Montageteile 62 mit Blickrichtung in der Dickenrichtung z an den vier Ecken des Gehäuses 60 vorgesehen. Die Unterseiten der Montageteile 62 sind mit dem Kühlkörper 51 in Kontakt. Jedes Montageteil 62 weist ein in der Dickenrichtung z dort hindurch verlaufendes Montageloch 621 auf. Die Positionen der Montagelöcher 621 fallen mit den Positionen der Stützlöcher 511 im Kühlkörper 51 zusammen. Durch Einführen von Befestigungsgliedern, wie zum Beispiel Stiften, in die Montagelöcher 621 und die Stützlöcher 511 wird der Kühlkörper 51 durch das Gehäuse 60 sicher gestützt.
  • Wie in den 2, 5 und 8 gezeigt wird, erstreckt sich die Leistungsversorgungsanschlussbasis 63 in der ersten Richtung x von einer der ersten Seitenwände 611 nach außen. Die Leistungsversorgungsanschlussbasis 63 stützt die Leistungsversorgungsanschlüsse 23. Die Leistungsversorgungsanschlussbasis 63 weist eine erste Anschlussbasis 631 und eine zweite Anschlussbasis 632 auf. Die erste Anschlussbasis 631 und die zweite Anschlussbasis 632 sind in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Die erste Anschlussbasis 631 stützt den ersten Leistungsversorgungsanschluss 23a. Der äußere Verbindungsteil 231 des ersten Leistungsversorgungsanschlusses 23a ist von der ersten Anschlussbasis 631 freigelegt. Die zweite Anschlussbasis 632 wird zum Stützen des zweiten Leistungsversorgungsanschlusses 23b verwendet. Der äußere Verbindungsteil 231 des zweiten Leistungsversorgungsanschlusses 23b ist von der zweiten Anschlussbasis 632 freigelegt. Es sind mehrere Nuten 633 so ausgebildet, dass sie zwischen der ersten Anschlussbasis 631 und der zweiten Anschlussbasis 632 in die erste Richtung x verlaufen. Wie in den 8 und 12 gezeigt wird, ist ein Paar Muttern 634 vorgesehen, eine in der ersten Anschlussbasis 631 und die andere in der zweiten Anschlussbasis 632. Das Paar Muttern 624 entspricht dem Paar Verbindungslöcher 231a in dem ersten Leistungsversorgungsanschluss 23a und dem zweiten Leistungsversorgungsanschluss 23b. Die in den Verbindungslöchern 231a eingeführten Befestigungsglieder, wie zum Beispiel Schrauben, gelangen mit den Muttern 634 in Eingriff.
  • Wie in den 2, 6 und 9 gezeigt wird, erstreckt sich die Ausgangsanschlussbasis 64 von der ersten Seitenwand 611 in die erste Richtung x nach außen. Die Ausgangsanschlussbasis 64 stützt den Ausgangsanschluss 24. Die Ausgangsanschlussbasis 64 weist eine erste Anschlussbasis 641 und eine zweite Anschlussbasis 642 auf. Die erste Anschlussbasis 641 und die zweite Anschlussbasis 642 sind in der zweiten Richtung Y voneinander beabstandet. Die erste Anschlussbasis 641 stützt den ersten Anschlussteil 24a des Ausgangsanschlusses 24. Der äußere Verbindungsteil 241 des ersten Anschlussteils 24a ist von der ersten Anschlussbasis 641 freigelegt. Die zweite Anschlussbasis 642 stützt den zweiten Anschlussteil 24b des Ausgangsanschlusses 24. Der äußere Verbindungsteil 241 des zweiten Anschlussteils 24b ist von der zweiten Anschlussbasis 642 freigelegt. Es sind mehrere Nuten 643 so ausgebildet, dass sie zwischen der ersten Anschlussbasis 641 und der zweiten Anschlussbasis 642 in die erste Richtung x verlaufen. Wie in den 9 und 13 gezeigt wird, ist ein Paar Muttern 644 vorgesehen, eine in der ersten Anschlussbasis 641 und die andere in der zweiten Anschlussbasis 642. Das Paar Muttern 644 entspricht dem Paar Verbindungslöcher 241a in dem ersten Anschlussteil 24a und dem zweiten Anschlussteil 24b. Die in den Verbindungslöchern 241a eingeführten Befestigungsglieder, wie zum Beispiel Schrauben, gelangen mit den Muttern 644 in Eingriff.
  • Wie in 2 gezeigt wird, schließt die obere Platte 69 das Innere des Halbleiterbauelements A10, das durch den Kühlkörper 51 und das Gehäuse 60 definiert wird. Die obere Platte 69 weist zu der vorderseitigen Fläche 111 des ersten Substrats 11 und der zweiten vorderseitigen Fläche 121 des zweiten Substrats 12. Die obere Platte 69 ist in der Dickenrichtung z von der vorderseitigen Fläche 111 und der zweiten vorderseitigen Fläche 121 beabstandet und wird auf dem Paar erster Seitenwände 611 und dem Paar zweiter Seitenwände 612 des Gehäuses 60 gestützt. Die obere Platte 69 ist aus einem elektrisch isolierenden Kunstharz hergestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die obere Platte 69 weggelassen werden kann, in welchem Fall dann das Innere mit Silikongel gefüllt sein kann.
  • Unter Bezugnahme auf 21 wird im Folgenden die Schaltungskonfiguration des Halbleiterbauelements A10 beschrieben.
  • Wie in 21 gezeigt wird, weist das Halbleiterbauelement A10 zwei Schaltkreise auf, nämlich einen Schaltkreis 71 des oberen Zweigs und einen Schaltkreis 72 des unteren Zweigs. Der Schaltkreis 71 des oberen Zweigs wird durch die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs und die zweite Montageschicht 221a des oberen Zweigs zusammen mit den Schaltelementen 31 und den Dioden 32, die auf diesen beiden Schichten angebracht sind, gebildet. Die Schaltelemente 31 und die Dioden 32, die auf der ersten Montageschicht 211a des oberen Zweigs und der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebracht sind, sind zwischen dem ersten Leistungsversorgungsanschluss 23a und dem Ausgangsanschlusses 24 parallelgeschaltet. Die Gate-Elektroden 313 der Schaltelemente 31 im Schaltkreis 71 des oberen Zweigs sind mit dem ersten Gate-Anschluss 27a parallelgeschaltet. Durch Anlegen einer Gate-Spannung an den ersten Gate-Anschluss 27a von einer Treiberschaltung, wie zum Beispiel einem Gate-Treiber außerhalb des Halbleiterbauelements A10, werden die Schaltelemente 31 im Schaltkreis 71 des oberen Zweigs gleichzeitig angesteuert.
  • Die ersten Elektroden 311 der Schaltelemente 31 des Schaltkreises 71 des oberen Zweigs sind mit dem ersten Detektionsanschluss 281a parallelgeschaltet. Der durch die Schaltelemente 31 im Schaltkreis 71 des oberen Zweigs fließende Emitterstrom wird über den ersten Detektionsanschluss 281a in eine Steuerschaltung eingegeben, die sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindet.
  • Wenn beim Schaltkreis 71 des oberen Zweigs von dem ersten Leistungsversorgungsanschluss 23a und dem zweiten Leistungsversorgungsanschluss 23b eine Spannung an die erste Montageschicht 211a des oberen Zweigs und die erste Montageschicht 211b des unteren Zweigs angelegt wird, wird die angelegte Spannung über den Sourcestromdetektionsanschluss 282 in eine Steuerschaltung eingegeben, die sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindet.
  • Der Schaltkreis 72 des unteren Zweigs wird durch die erste Montageschicht 211b des unteren Zweigs und die zweite Montageschicht 221b des unteren Zweigs zusammen mit den Schaltelementen 31 und den Dioden 32, die auf diesen beiden Schichten angebracht sind, gebildet. Die Schaltelemente 31 und die Dioden 32, die auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs und der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebracht sind, sind zwischen dem Ausgangsanschlusses 24 und dem zweiten Leistungsversorgungsanschluss 23b parallelgeschaltet. Die Gate-Elektroden 313 der Schaltelemente 31 im Schaltkreis 72 des unteren Zweigs sind mit dem zweiten Gate-Anschluss 27b parallelgeschaltet. Durch Anlegen einer Gate-Spannung an den ersten Gate-Anschluss 27b von einer Treiberschaltung, wie zum Beispiel einem Gate-Treiber außerhalb des Halbleiterbauelements A10, werden die Schaltelemente 31 im Schaltkreis 72 des unteren Zweigs gleichzeitig angesteuert
  • Die ersten Elektroden 311 der Schaltelemente 31 des Schaltkreises 72 des unteren Zweigs sind mit dem zweiten Detektionsanschluss 281b parallelgeschaltet. Der durch die Schaltelemente 31 im Schaltkreis 71 des oberen Zweigs fließende Emitterstrom wird über den zweiten Detektionsanschluss 281b in eine Steuerschaltung eingegeben, die sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindet.
  • Durch Verbinden einer DC-Leistungsversorgung mit dem ersten Leistungsversorgungsanschluss 23a und dem zweiten Leistungsversorgungsanschluss 23b zum Ansteuern der Schaltelemente 31 in dem Schaltkreis 71 des oberen Zweigs und dem Schaltkreis 72 des unteren Zweigs, wird von dem Ausgangsanschluss 24 eine AC-Spannung mit verschiedenen Frequenzen ausgegeben. Die somit von dem Ausgangsanschlusses 24 ausgegebene AC-Spannung wird einem Leistungsversorgungsziel, wie zum Beispiel einem Motor, zugeführt.
  • Im Folgenden werden Vorteile des Halbleiterbauelements A10 beschrieben.
  • < Vorteile der elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25>
  • Das Halbleiterbauelement A10 weist die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 auf, die jeweils getrennt mit einer ersten Montageschicht 211 und einer zweiten Montageschicht 221 verbunden sind. Jedes elektrisch leitende Kopplungsglied 25 weist Streifenabschnitte 251 und einen Verbindungabschnitt 252 auf. Die Streifenabschnitte 251 erstrecken sich in die erste Richtung x und sind in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Der Verbindungabschnitt 252 erstreckt sich in die zweite Richtung y, um die Streifenabschnitte 251 zu verbinden. Die Streifenabschnitte 251 sind an einem Ende mit der ersten Montageschicht 211 verbunden, und die Streifenabschnitte 251 sind an den anderen Enden mit der zweiten Montageschicht 221 verbunden. Die Streifenabschnitte 251 weisen eine größere Querschnittsfläche senkrecht zu der ersten Richtung x als die Querschnittsfläche von Drähten auf. Dies gestattet den elektrisch leitenden Kopplungsgliedern 25, einen größeren elektrischen Strom zu leiten, und gestattet dem Halbleiterbauelement A10 folglich, einen größeren elektrischen Strom zu führen. Darüber hinaus können die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 mit dieser Konfiguration die Fläche der Verbindungsbereiche, die mit der ersten Montageschicht 211 und der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden sind, im Vergleich zu elektrisch leitenden Kopplungsgliedern 25, die aus einer rechteckigen Metallplatte hergestellt sind, reduzieren. Somit werden auch die Bereiche in den Substraten 10, die intensiver thermischer Spannung ausgesetzt sind, reduziert. Auf diese Weise wird dem Halbleiterbauelement A10 ermöglicht, einen großen elektrischen Strom zu führen und somit die in den Substraten 10 auftretende Konzentration von thermischer Spannung zu reduzieren.
  • Die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 werden durch flache Metallplatten gebildet, die eine Dicke aufweisen, die kleiner als die Dicke der Leistungsversorgungsanschlüsse 23 und des Ausgangsanschlusses 24 ist. Diese Konfiguration erleichtert eine weitere Reduzierung der in den Substraten 10 auftretenden Konzentration von thermischer Spannung. Auf 22 Bezug nehmend, nimmt die maximale Von-Mises-Spannung in jedem Verbindungsbereich 251a jedes Streifenabschnitts 251 ab, wenn die Dicke der elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 von 1,0 mm reduziert wird, was gleich der Dicke der Leistungsversorgungsanschlüsse 23 und des Ausgangsanschlusses 24 ist. Dies liegt vermutlich daran, dass die thermische Belastung an den Streifenabschnitten 251 mit der allmählichen Reduzierung der Dicke der elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 allmählich abnimmt. Die Abnahme der maximalen Von-Mises-Spannung in den Verbindungsbereichen 251a führt zu einer Abnahme der maximalen Hauptspannung am ersten Substrat 11 und zweiten Substrat 12. Dies bedeutet, dass die Konzentration von thermischer Spannung im ersten Substrat 11 und zweiten Substrat 12 reduziert wird. Um eine Beschädigung des ersten Substrats 11 und des zweiten Substrats 12 durch eine Konzentration von thermischer Spannung effektiv zu vermeiden, werden elektrisch leitende Kopplungsglieder 25 mit einer Dicke von 0,3 bis 0,5 mm bevorzugt.
  • Die Streifenabschnitte 251 werden durch Ultraschallbonden sowohl mit den ersten Montageschichten 211 als auch mit den zweiten Montageschichten 221 verbunden. Wie in 16 gezeigt wird, umfasst das Ultraschallbonden Bewegen der Kapillare 80 zur Seite in einem äußerst geringen Ausmaß im Vergleich zu Drahtbonden. Somit ist es nicht erforderlich, einen Freiraum für die Seitwärtsbewegung der Kapillare 80, weder auf der ersten vorderseitigen Fläche 111 des ersten Substrats 11 noch auf der zweiten vorderseitigen Fläche 121 des zweiten Substrats 12 vorzusehen. Folglich kann eine größere Anzahl von Schaltelementen 31 auf den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 angebracht werden, so dass die Ausgabe des Halbleiterbauelements A10 erhöht werden kann.
  • <Vorteile von zweiten Gate-Drähten 422 und zweiten Detektionsdrähten 432>
  • Bei dem Halbleiterbauelement A10 befinden sich die Gate-Anschlüsse 27 und die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 nebeneinander. Insbesondere befindet sich der erste Gate-Anschluss 27a neben dem ersten Detektionsanschluss 281a, und der zweite Gate-Anschluss 27b befindet sich neben dem zweiten Detektionsanschluss 281b. Der erste Gate-Anschluss 27a und der erste Detektionsanschluss 281a weisen in der zweiten Dickenrichtung y zu dem zweiten Substrat 12. Der zweite Gate-Anschluss 27b und der zweite Detektionsanschluss 281b weisen in der zweiten Richtung y zu dem ersten Substrat 11.
  • Der erste Gate-Anschluss 27a und der erste Detektionsanschluss 281a sind, wie in 10 gezeigt wird, verbunden. Das heißt, der mit dem ersten Gate-Anschluss 27a verbundene zweite Gate-Draht 422 ist mit der auf dem ersten Substrat 11 angeordneten ersten Gate-Schicht 213a (einer der ersten Gate-Schichten 213) des oberen Zweigs verbunden. Der mit dem ersten Detektionsanschluss 281a verbundene zweite Detektionsdraht 432 ist mit der auf dem zweiten Substrat 12 angeordneten zweiten Detektionsschicht 224a (einer der zweiten Detektionsschichten 224) des oberen Zweigs verbunden.
  • Der zweite Gate-Anschluss 27b und der zweite Detektionsanschluss 281b sind, wie in 10 gezeigt wird, verbunden. Das heißt, der mit dem zweiten Gate-Anschluss 27b verbundene zweite Gate-Draht 422 ist mit der auf dem zweiten Substrat 12 angeordneten zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs (einer der zweiten Gate-Schichten 223) verbunden. Der mit dem zweiten Detektionsanschluss 281b verbundene zweite Detektionsdraht 432 ist mit der auf dem ersten Substrat 11 angeordneten ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs (einer der ersten Detektionsschichten 214) verbunden.
  • Bei dieser Verbindungsauslegung der zweiten Gate-Drähte 422 und der zweiten Detektionsdrähte 432 kann die Variation der parasitären Gate-Induktivität unter den Schaltelementen 31 reduziert werden, und somit können Schaltfehler des Schaltelements 31 vermieden werden.
  • Unter Bezugnahme auf 23 werden im Folgenden die durch Reduzieren der Variation der parasitären Gate-Induktivität unter den Schaltelementen 31 erzielten Vorteile bei dem Halbleiterbauelement A10 beschrieben. In 23 stellt die horizontale Achse die Positionen der Verbindungspunkte der ersten Gate-Drähte 421 der Schaltelemente 31, die den Schaltkreis 72 des unteren Zweigs bilden, auf der ersten Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs und der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs dar. Die Richtung der horizontalen Achse entspricht der ersten Richtung x. Somit entspricht die rechte Seite von 23 den Positionen der Leistungsversorgungsanschlüsse 23, und die linke Seite der Position des Ausgangsanschlusses 24. In 23 stellen die Elemente 31a1, 31a2, ... und 31a5 die auf der ersten Montageschicht 211b (einer der ersten Montageschichten 211) des unteren Zweigs angebrachten ersten Elemente 31a dar. Zum Beispiel stellt das Element 31a5 das am nächsten zu den Leistungsversorgungsanschlüssen 23 gelegene erste Element 31a unter den auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebrachten ersten Elementen 31a dar. In 23 stellen die Elemente 31b1, 31b2, ... und 31b5 die auf der zweiten Montageschicht 221b (einer der zweiten Montageschichten 221) des unteren Zweigs angebrachten zweiten Elemente 31b dar. Zum Beispiel stellt das Element 31b5 das am nächsten zu dem Ausgangsanschluss 24 gelegene zweite Element 31b unter den auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebrachten zweiten Elementen 31b dar.
  • Die vertikale Achse in 23 stellt die an den den Schaltkreis 72 des unteren Zweigs bildenden Schaltelementen 31 gemessenen Werte der parasitären Gate-Induktivität (Einheit nH) dar. 23 zeigt die am Halbleiterbauelement A10 der vorliegenden Offenbarung und die an einem herkömmlichen Halbleiterbauelement als ein Vergleichsbeispiel gemessenen Werte der parasitären Gate-Induktivität. Bei dem Vergleichsbeispiel ist der mit dem zweiten Gate-Anschluss 27b verbundene zweite Gate-Draht 422 in einem sich zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der dem Element 31a1 entspricht, und dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der dem Element 31a2 entspricht, befindenden Bereich mit der ersten Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs verbunden. Bei dem Vergleichsbeispiel ist darüber hinaus der zweite Detektionsdraht 432, der mit dem zweiten Detektionsanschluss 281b verbunden ist, in einem sich zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der dem Element 31a2 entspricht, und dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der dem Element 31a3 entspricht, befindenden Bereich mit der ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs verbunden.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist der mit dem zweiten Gate-Anschluss 27b verbundene zweite Gate-Draht 422 in einem sich zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der dem Element 31b1 entspricht, und dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der dem Element 31b2 entspricht, befindenden Bereich mit der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs verbunden. Das heißt, bei dem Halbleiterbauelement A10 ist der mit dem zweiten Gate-Anschluss 27b verbundene zweite Gate-Draht 422 länger als der entsprechende zweite Draht 422 des Vergleichsbeispiels. Die Leiterbahnen im Halbleiterbauelement A10 von dem zweiten Gate-Anschluss 27b zu den Elementen 31b1, 31b2,... und 31b5 weisen im Wesentlichen die gleiche Länge wie die entsprechenden Leiterbahnen im Vergleichsbeispiel auf. Deshalb weisen die auf der zweiten Montageschicht 221b des unteren Zweigs angebrachten zweiten Elemente 31b, wie 23 bei dem Halbleiterbauelement A10 zeigt, die parasitären Gate-Induktivität auf, die im Wesentlichen gleich der parasitären Gate-Induktivität des entsprechenden zweiten Elements 31b im Vergleichsbeispiel ist.
  • Ferner sind die Leiterbahnen in dem Halbleiterbauelement A10 von dem zweiten Gate-Anschluss 27b zu den jeweiligen Gates der Elemente 31a1, 31a2,... und 31a5 länger als die entsprechenden Leiterbahnen im Vergleichsbeispiel. Deshalb weisen die auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebrachten ersten Elemente 31a bei dem Halbleiterbauelement A10 die parasitäre Gate-Induktivität auf, die höher als die parasitäre Gate-Induktivität der entsprechenden ersten Elemente 31a im Vergleichsbeispiel ist.
  • Darüber hinaus ist bei dem Halbleiterbauelement A10 der mit dem zweiten Detektionsanschluss 281b verbundene zweite Detektionsdraht 432 in einem sich zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der dem Element 31a1 entspricht, und dem zweiten Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der dem Element 31a2 entspricht, befindenden Bereich mit der ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs verbunden. Folglich ist in den auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebrachten erste Elementen 31a die parasitäre Gate-Induktivität auf die in 23 gezeigten Werte reduziert. Es wird davon ausgegangen, dass ein Grund dafür wie folgt ist. In den getrennt mit den Schaltelementen 31 verbundenen ersten Detektionsdrähte 431 fließt der Emitterstrom in die zu dem durch die ersten Gate-Drähte 421 fließenden Gate-Strom entgegengesetzte Richtung. Der durch den mit dem zweiten Detektionsanschluss 281b verbundenen zweiten Detektionsdraht 432 fließende Emitterstrom ist größer als der durch jeden ersten Gate-Draht 421 fließende Gate-Strom. Wie in 10 gezeigt wird, befindet sich der mit dem zweiten Detektionsanschluss 281b verbundene zweite Detektionsdraht 432 in großer Nähe zu den mit der ersten Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs verbundenen ersten Gate-Drähten 421. Somit erzeugt der durch den zweiten Detektionsdraht 432 fließende Emitterstrom ein Magnetfeld, das eine Gegeninduktion mit den ersten Gate-Drähten 421 verursacht. Diese Gegeninduktion verursacht vermutlich die Reduzierung der auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebrachten parasitären Gate-Induktivität der ersten Elemente 31a.
  • Wie in 23 gezeigt wird, fällt die parasitäre Gate-Induktivität der den Schaltkreis 72 des unteren Zweigs bildenden ersten Elemente 31 bei dem Vergleichsbeispiel in einen Bereich von ca. 20 bis 40 nH und bei dem Halbleiterbauelement A10 in einen Bereich von ca. 30 bis 40 nm. Das heißt, die Variation der parasitären Gate-Induktivität ist bei dem Halbleiterbauelement A10 geringer als bei dem Vergleichsbeispiel. Das gleiche gilt aus folgendem Grund für die den Schaltkreis 71 des oberen Zweigs des Halbleiterbauelements A10 (siehe 21) bildenden Schaltelemente 31. Dieser liegt darin, dass, wie in 10 gezeigt wird, bei dem Schaltkreis 71 des oberen Zweigs der zweite Gate-Draht 422 und der zweite Detektionsdraht 432 bei der Verbindungsauslegung, die symmetrisch zu der Verbindungsauslegung des Schaltkreises 72 des unteren Zweigs bezüglich einer Achse entlang der ersten Richtung x ist, mit den Schaltelementen 31 verbunden sind.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist bei dem Schaltkreis 72 des unteren Zweigs der zweite Gate-Draht 422 wie folgt mit der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs verbunden. Das heißt, der zweite Gate-Draht 422 ist an einer Stelle zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der am nächsten zu dem ersten Substrat 11 liegt, das sich in der ersten Richtung x gegenüber der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs befindet, und dem Verbindungspunkt des ersten Gate-Drahts 421, der sich am nächsten zum ersten Gate-Draht befindet, mit der zweiten Gate-Schicht 223b des unteren Zweigs verbunden. Das heißt, die Länge des zweiten Gate-Drahts 422 wird auf einem Minimum gehalten. Somit wird die Variation der parasitären Gate-Induktivität unter den den Schaltkreis 72 des unteren Zweigs bildenden Schaltelementen 31 reduziert, ohne eine übermäßige Zunahme der von dem zweiten Gate-Draht 422 resultierenden parasitären Gate-Induktivität zu verursachen. Das gleiche gilt für die den Schaltkreis 71 des oberen Zweigs bildenden Schaltelemente 31.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist bei dem Schaltkreis 72 des unteren Zweigs der zweite Detektionsdraht 432 wie folgt mit der ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs verbunden. Das heißt, der zweite Detektionsdraht 432 ist an einer Stelle zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der am nächsten zu dem zweiten Substrat 12 liegt, das sich in der ersten Richtung x gegenüber der ersten Detektionsschicht 214b des unteren befindet, und dem Verbindungspunkt des ersten Detektionsdrahts 431, der sich am nächsten zum ersten Detektionsdraht befindet, mit der ersten Detektionsschicht 214b des unteren Zweigs verbunden. Das heißt, die Länge des zweiten Detektionsdrahts 432 wird auf einem Minimum gehalten. Somit verursacht der durch den zweiten Detektionsdraht 432 fließende Emitterstrom keine übermäßige gegenseitige Leitung mit den mit der ersten Gate-Schicht 213b des unteren Zweigs verbundenen ersten Gate-Drähten 421. Folglich wird die parasitäre Gate-Induktivität der auf der ersten Montageschicht 211b des unteren Zweigs angebrachten ersten Elemente 31a nicht übermäßig verringert. Das gleiche gilt für die den Schaltkreis 71 des oberen Zweigs bildenden Schaltelemente 31.
  • <Weitere Vorteile>
  • Das Halbleiterbauelement A10 weist die auf den ersten Montageschichten 211 und den zweiten Montageschichten 221 angebrachten Dioden 32 auf. Die Dioden 32 entsprechen jeweils den Schaltelementen 31. Das heißt, jede Diode 32 ist mit dem entsprechenden Schaltelement 31 elektrisch verbunden. Selbst wenn bei Ansteuerung eines Schaltelements 31 eine gegenelektromotorische Kraft in dem Schaltelement 31 auftritt, wird verhindert, dass die gegenelektromotorische Kraft weiterfließt.
  • Das Halbleiterbauelement A10 weist den mit der ersten rückseitigen Fläche 112 des ersten Substrats 11 und der zweiten rückseitigen Fläche 122 des zweiten Substrat 12 verbundenen Kühlkörper 51 auf. Diese Konfiguration erreicht eine effiziente Wärmeableitung von den Schaltelementen 31 nach außen, wodurch eine effizientere Reduzierung der Konzentration von thermischer Spannung in dem ersten Substrat 11 und dem zweiten Substrat 12 erleichtert wird.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A10 sind die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 mit den ersten Elektroden 311 des Schaltelemente 31 elektrisch verbunden. Somit kann der die Schaltelemente 31 durch fließende Emitterstrom durch die Elementstromdetektionsanschlüsse 281 detektiert werden. Der so detektierte Emitterstrom wird in eine sich außerhalb des Halbleiterbauelements A10 befindende Steuerschaltung eingegeben, wodurch es der Steuerschaltung ermöglicht wird, eine an das Halbleiterbauelement A10 angelegte DC-Spannung zu sperren, wenn ein übermäßiger Emitterstrom die Schaltelemente 31 durchfließt. Auf diese Weise kann eine Beschädigung des Schaltelemente 31 verhindert werden.
  • <Variationen>
  • Unter Bezugnahme auf 24 wird im Folgenden ein Halbleiterbauelement A11 gemäß einer Variation des Halbleiterbauelements A10 beschrieben.
  • Das Halbleiterbauelement A11 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauelement A10 darin, wie die elektrisch leitenden Kopplungsglieder 25 mit den ersten Montageschichten 211, den zweiten Montageschichten 221, den ersten elektrisch leitenden Schichten 212 und den zweiten elektrisch leitenden Schichten 222 verbunden sind. Jedes elektrisch leitende Kopplungsglied 25 weist elektrisch leitende Verbindungschichten 39 auf, über die die Streifenabschnitte 251 mit der ersten Montageschicht 211 und der zweiten Montageschicht 221 oder mit der ersten elektrisch leitenden Schicht 212 und mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht 222 verbunden sind.
  • Ähnlich wie das Halbleiterbauelement A10 wird dem Halbleiterbauelement A11 möglich, einen großen elektrischen Strom zu führen und ferner die in den Substraten 10 auftretende Konzentration der thermischen Spannung zu reduzieren.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können an der detaillierten Konfiguration der Elemente und Komponenten der vorliegenden Offenbarung verschiedene Konstruktionsänderungen durchgeführt werden.
  • Die vorliegende Offenbarung umfasst auch Ausführungsformen gemäß den folgenden Absätzen.
  • [Absatz 1A]
  • Ein Halbleiterbauelement, aufweisend:
    • ein erstes Substrat, das eine erste vorderseitige Fläche und eine erste rückseitigen Fläche aufweist, die jeweils in eine Dickenrichtung weisen;
    • ein zweites Substrat, das in einer senkrecht zu der Dickenrichtung verlaufenden ersten Richtung von dem ersten Substrat beabstandet ist, wobei das zweite Substrat eine zweite vorderseitige Fläche, die in eine Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche in die Dickenrichtung weist, und eine zweite rückseitige Fläche, die von der zweiten vorderseitige Fläche weg weist, aufweist;
    • mehrere erste Montageschichten, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen und auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet sind;
    • mehrere zweite Montageschichten, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen und auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet sind;
    • mehrere Leistungsversorgungsanschlüsse, die mit den mehreren ersten Montageschichten elektrisch verbunden sind;
    • einen Ausgangsanschluss, der mit einer der mehreren zweiten Montageschichten verbunden ist;
    • mehrere elektrisch leitende Kopplungsglieder, die getrennt mit den mehreren ersten Montageschichten und mit den mehreren zweiten Montageschichten verbunden sind; und
    • mehrere Schaltelemente, die auf den mehreren ersten Montageschichten und den mehreren zweiten Montageschichten angebracht sind,
    • wobei jedes der mehreren elektrisch leitenden Kopplungsglieder mehrere Streifenabschnitte und einen Verbindungabschnitt aufweist,
    • wobei sich die mehreren Streifenabschnitte in die erste Richtung erstrecken und in einer senkrecht sowohl zur Dickenrichtung als auch zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung voneinander beabstandet sind,
    • wobei sich der Verbindungsabschnitt in die zweite Richtung erstreckt, um die mehreren Streifenabschnitte miteinander zu verbinden, und
    • wobei die mehreren Streifenabschnitte an einem Ende mit der ersten Montageschicht verbunden sind und am anderen Ende mit der zweiten Montageschicht verbunden sind.
  • [Absatz 2A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 1A, wobei die Leistungsversorgungsanschlüsse, der Ausgangsanschluss und die elektrisch leitenden Kopplungsglieder jeweils aus einer Metallplatte hergestellt sind,
    wobei die elektrisch leitenden Kopplungsglieder flach sind, und
    wobei eine Dicke der elektrisch leitenden Kopplungsglieder kleiner als eine Dicke jedes der mehreren Leistungsversorgungsanschlüsse und des Ausgangsanschlusses ist.
  • [Absatz 3A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 2A, wobei die mehreren Streifenabschnitte durch Ultraschallbonden mit der ersten Montageschicht und mit der zweiten Montageschicht verbunden sind.
  • [Absatz 4A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 2A oder 3A, ferner aufweisend:
    • eine erste elektrisch leitende Schicht, die auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet ist und mit den auf den mehreren ersten Montageschichten angebrachten mehreren Schaltelementen elektrisch verbunden ist; und
    • eine zweite elektrisch leitende Schicht, die auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet und mit den auf den mehreren zweiten Montageschichten angebrachten mehreren Schaltelementen elektrisch verbunden ist,
    • wobei die erste elektrisch leitende Schicht und die zweite elektrisch leitende Schicht ferner durch die elektrisch leitenden Kopplungsglieder verbunden sind, und
    • wobei die mehreren Streifenabschnitte an einem Ende mit der ersten elektrisch leitenden Schicht verbunden sind und am anderen Ende mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht verbunden sind.
  • [Absatz 5A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 4A, wobei die mehreren Streifenabschnitte durch Ultraschallbonden mit der ersten elektrisch leitenden Schicht und der zweiten elektrisch leitenden Schicht verbunden sind.
  • [Absatz 6A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 5A,
    wobei die mehreren Leistungsversorgungsanschlüsse einen ersten Leistungsversorgungsanschluss und einen zweiten Leistungsversorgungsanschluss aufweisen,
    wobei der erste Leistungsversorgungsanschluss mit einer der mehreren ersten Montageschichten verbunden ist, und
    wobei der zweite Leistungsversorgungsanschluss mit der ersten elektrisch leitenden Schicht verbunden ist.
  • [Absatz 7A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 6A, wobei der Ausgangsanschluss mit der einen der mehreren zweiten Montageschichten verbunden ist.
  • [Absatz 8A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 7A, ferner aufweisend:
    • mehrere Dioden, die jeweils den mehreren Schaltelementen entsprechen und auf den mehreren ersten Montageschichten und den mehreren zweiten Montageschichten angebracht sind,
    • wobei jede der mehreren Dioden mit dem entsprechenden Schaltelement elektrisch verbunden ist.
  • [Absatz 9A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 7A oder 8A, ferner aufweisend:
    • einen Kühlkörper, der sowohl mit der ersten rückseitigen Fläche als auch der zweiten rückseitigen Fläche verbunden ist,
    • wobei das erste Substrat und das zweite Substrat durch den Kühlkörper gestützt werden.
  • [Absatz 10A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 9A, ferner aufweisend:
    • ein Gehäuse, das das erste Substrat und das zweite Substrat mit Blickrichtung in der Dickenrichtung umgibt,
    • wobei die Leistungsversorgungsanschlüsse, der Ausgangsanschluss und der Kühlkörper durch das Gehäuse gestützt werden.
  • [Absatz 11A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 9A oder 10A, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat aus einem Keramik aufweisenden Material hergestellt sind.
  • [Absatz 12A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 10A oder 11A,
    wobei jedes der mehreren Schaltelemente Folgendes aufweist: eine erste Elektrode und eine Gate-Elektrode, die auf einer Seite, zu der die erste vorderseitige Fläche in der Dickenrichtung weist, angeordnet sind; und eine zweite Elektrode, die auf einer Seite, zu der die erste rückseitige Fläche in der Dickenrichtung weist, angeordnet ist, und
    wobei die mehreren zweiten Elektroden mit den mehreren ersten Montageschichten und den mehreren zweiten Montageschichten elektrisch verbunden sind.
  • [Absatz 13A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 12A, ferner aufweisend:
    • mehrere erste Gate-Schichten, die auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den Gate-Elektroden der mehreren auf den mehreren ersten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind;
    • mehrere zweite Gate-Schichten, die auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den Gate-Elektroden der mehreren auf den mehreren zweiten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind;
    • mehrere erste leitende Glieder, die getrennt mit den mehreren ersten Gate-Schichten und mit den mehreren zweiten Gate-Schichten verbunden sind; und
    • mehrere Gate-Anschlüsse, die mit einer von den mehreren ersten Gate-Schichten und den mehreren zweiten Gate-Schichten elektrisch verbunden sind,
    • wobei die mehreren Gate-Anschlüsse durch das Gehäuse gestützt werden.
  • [Absatz 14A]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 13A, ferner aufweisend:
    • mehrere erste Detektionsschichten, die auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den ersten Elektroden der mehreren auf den mehreren ersten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind;
    • mehrere zweite Detektionsschichten, die auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den ersten Elektroden der mehreren auf den mehreren zweiten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind;
    • mehrere zweite leitende Glieder, die getrennt mit den mehreren ersten Detektionsschichten und mit den mehreren zweiten Detektionsschichten verbunden sind; und
    • mehrere Elementstromdetektionsanschlüsse, die mit einer von den mehreren ersten und zweiten Detektionsschichten verbunden sind,
    • wobei die mehreren Elementstromdetektionsanschlüsse durch das Gehäuse gestützt werden.
  • [Absatz 1B]
  • Ein Halbleiterbauelement, aufweisend:
    • ein Paar Substrate, die eine erste in die Dickenrichtung weisende vorderseitige Fläche aufweisen, wobei das Paar Substrate in einer senkrecht zur Dickenrichtung verlaufenden ersten Richtung voneinander beabstandet ist;
    • ein Paar elektrisch leitender Montageschichten, die getrennt auf dem Paar vorderseitiger Flächen angeordnet sind;
    • ein paar Gate-Schichten, die getrennt auf dem Paar vorderseitiger Flächen so angeordnet sind, dass sie sich in die erste Richtung erstrecken;
    • ein Paar Detektionsschichten, die getrennt so auf dem Paar vorderseitiger Flächen angeordnet sind, dass sie sich in die erste Richtung erstrecken;
    • ein erstes elektrisch leitendes Glied, das sich in die erste Richtung erstreckt und das Paar Gate-Schichten verbindet;
    • ein zweites elektrisch leitendes Glied, das sich in die erste Richtung erstreckt und das Paar Detektionsschichten verbindet;
    • mehrere Schaltelemente, die eine Gate-Elektrode und eine erste Elektrode aufweisen und entlang der ersten Richtung auf dem Paar Montageschicht den angeordnet sind;
    • mehrere erste Gate-Drähte, die in jedem der gepaarten Substrate getrennt mit der Gate-Schicht und mit den mehreren Gate-Elektroden verbunden sind;
    • mehrere erste Detektionsdrähte, die in jedem der gepaarten Substrate getrennt mit der Detektionsschicht und mit dem mehreren ersten Elektroden verbunden sind;
    • einen Gate-Anschluss und einen Elementstromdetektionsanschluss, die nebeneinander und in einer senkrecht sowohl zur Dickenrichtung also zur ersten Richtung verlaufenden Richtung gegenüber einem der Substrate angeordnet sind;
    • einen zweiten Gate-Draht, der an einem Ende mit dem Gate-Anschluss verbunden ist; und
    • einen zweiten Detektionsdraht, der an einem Ende mit dem Elementstromdetektionsanschluss verbunden ist,
    • wobei ein anderes Ende des zweiten Detektionsdrahts mit der auf einem der Substrate angeordneten Detektionsschicht verbunden ist, und
    • wobei ein anderes Ende des zweiten Gate-Drahts mit der auf einem anderen der Substrate angeordneten Gate-Schicht verbunden ist.
  • [Absatz 2B]
  • Das Halbleiterbauelement nach Anspruch 1B, wobei in der Gate-Schicht, mit der der zweite Gate-Draht verbunden ist, der zweite Gate-Draht an einer Stelle zwischen einem Verbindungspunkt eines der ersten Gate-Drähte, der sich am nächsten zu dem Substrat, das der Gate-Schicht in der ersten Richtung gegenüber liegt, befindet, und einem Verbindungspunkt eines der Gate-Drähte, der sich am nächsten zu dem nahegelegensten ersten Gate-Draht befindet, mit der Gate-Schicht verbunden ist.
  • [Absatz 3B]
  • Das Halbleiterbauelement nach Absatz 2B, wobei in der Detektion, mit der der zweite Detektionsdraht verbunden ist, der zweite Detektionsdraht an einer Stelle zwischen einem Verbindungspunkt eines der ersten Detektionsdrähte, der sich am nächsten zu dem Substrat, das der Detektionsschicht in der ersten Richtung gegenüber liegt, befindet, und einem Verbindungspunkt eines der Detektionsdrähte, der sich am nächsten zu dem nahegelegensten zweiten Detektionsdraht befindet, mit dem Detektionsdraht verbunden ist.
  • [Absatz 4B]
  • Das Halbleiterbauelement nach einem der Absätze 1B bis 3B, wobei sowohl das erste elektrisch leitende Glied als auch das zweite elektrisch leitende Glied mehrere Metalldrähte aufweist.

Claims (14)

  1. Halbleiterbauelement, aufweisend: ein erstes Substrat, das eine erste vorderseitige Fläche und eine erste rückseitigen Fläche aufweist, die jeweils in eine Dickenrichtung weisen; ein zweites Substrat, das in einer senkrecht zu der Dickenrichtung verlaufenden ersten Richtung von dem ersten Substrat beabstandet ist, wobei das zweite Substrat eine zweite vorderseitige Fläche, die in eine Richtung weist, in der die erste vorderseitige Fläche in die Dickenrichtung weist, und eine zweite rückseitige Fläche, die von der zweiten vorderseitige Fläche weg weist, aufweist; mehrere erste Montageschichten, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen und auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet sind; mehrere zweite Montageschichten, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen und auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet sind; mehrere Leistungsversorgungsanschlüsse, die mit den mehreren ersten Montageschichten elektrisch verbunden sind; einen Ausgangsanschluss, der mit einer der mehreren zweiten Montageschichten verbunden ist; mehrere elektrisch leitende Kopplungsglieder, die getrennt mit den mehreren ersten Montageschichten und mit den mehreren zweiten Montageschichten verbunden sind; und mehrere Schaltelemente, die auf den mehreren ersten Montageschichten und den mehreren zweiten Montageschichten angebracht sind, wobei jedes der mehreren elektrisch leitenden Kopplungsglieder mehrere Streifenabschnitte und einen Verbindungabschnitt aufweist, wobei sich die mehreren Streifenabschnitte in die erste Richtung erstrecken und in einer senkrecht sowohl zur Dickenrichtung als auch zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, wobei sich der Verbindungsabschnitt in die zweite Richtung erstreckt, um die mehreren Streifenabschnitte miteinander zu verbinden, und wobei die mehreren Streifenabschnitte an einem Ende mit der ersten Montageschicht verbunden sind und am anderen Ende mit der zweiten Montageschicht verbunden sind.
  2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei die Leistungsversorgungsanschlüsse, der Ausgangsanschlusses und die elektrisch leitenden Kopplungsglieder jeweils aus einer Metallplatte hergestellt sind, wobei die elektrisch leitenden Kopplungsglieder flach sind, und wobei eine Dicke der elektrisch leitenden Kopplungsglieder kleiner als eine Dicke jedes der mehreren Leistungsversorgungsanschlüsse und des Ausgangsanschlusses ist.
  3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, wobei die mehreren Streifenabschnitte durch Ultraschallbonden mit der ersten Montageschicht und mit der zweiten Montageschicht verbunden sind.
  4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 oder 3, ferner aufweisend: eine erste elektrisch leitende Schicht, die auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet ist und mit den auf den mehreren ersten Montageschichten angebrachten mehreren Schaltelementen elektrisch verbunden ist; und eine zweite elektrisch leitende Schicht, die auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet und mit den auf den mehreren zweiten Montageschichten angebrachten mehreren Schaltelementen elektrisch verbunden ist, wobei die erste elektrisch leitende Schicht und die zweite elektrisch leitende Schicht ferner durch die elektrisch leitenden Kopplungsglieder verbunden sind, und wobei die mehreren Streifenabschnitte an einem Ende mit der ersten elektrisch leitenden Schicht verbunden sind und am anderen Ende mit der zweiten elektrisch leitenden Schicht verbunden sind.
  5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei die mehreren Streifenabschnitte durch Ultraschallbonden mit der ersten elektrisch leitenden Schicht und der zweiten elektrisch leitenden Schicht verbunden sind.
  6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, wobei die mehreren Leistungsversorgungsanschlüsse einen ersten Leistungsversorgungsanschluss und einen zweiten Leistungsversorgungsanschluss aufweisen, wobei der erste Leistungsversorgungsanschluss mit einer der mehreren ersten Montageschichten verbunden ist, und wobei der zweite Leistungsversorgungsanschluss mit der ersten elektrisch leitenden Schicht verbunden ist.
  7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, wobei der Ausgangsanschluss mit der einen der mehreren zweiten Montageschichten verbunden ist.
  8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, ferner aufweisend: mehrere Dioden, die separat den mehreren Schaltelementen entsprechen und auf den mehreren ersten Montageschichten und den mehreren zweiten Montageschichten angebracht sind, wobei jede der mehreren Dioden mit dem entsprechenden Schaltelement elektrisch verbunden ist.
  9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 7 oder 8, ferner aufweisend: einen Kühlkörper, der sowohl mit der ersten rückseitigen Fläche als auch der zweiten rückseitigen Fläche verbunden ist, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat von dem Kühlkörper getragen sind.
  10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9, ferner aufweisend: ein Gehäuse, das das erste Substrat und das zweite Substrat mit Blickrichtung in der Dickenrichtung umgibt, wobei die Leistungsversorgungsanschlüsse, der Ausgangsanschluss und der Kühlkörper von dem Gehäuse getragen sind.
  11. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat aus einem Keramik aufweisenden Material hergestellt sind.
  12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 10 oder 11, wobei jedes der mehreren Schaltelemente Folgendes aufweist: eine erste Elektrode und eine Gate-Elektrode, die auf einer Seite, zu der die erste vorderseitige Fläche in der Dickenrichtung weist, angeordnet sind; und eine zweite Elektrode, die auf einer Seite, zu der die erste rückseitige Fläche in der Dickenrichtung weist, angeordnet ist, und wobei die mehreren zweiten Elektroden mit den mehreren ersten Montageschichten und den mehreren zweiten Montageschichten elektrisch verbunden sind.
  13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, ferner aufweisend: mehrere erste Gate-Schichten, die auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den Gate-Elektroden der mehreren auf den mehreren ersten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind; mehrere zweite Gate-Schichten, die auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den Gate-Elektroden der mehreren auf den mehreren zweiten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind; mehrere erste leitende Glieder, die getrennt mit den mehreren ersten Gate-Schichten und mit den mehreren zweiten Gate-Schichten verbunden sind; und mehrere Gate-Anschlüsse, die mit einer von den mehreren ersten Gate-Schichten und den mehreren zweiten Gate-Schichten elektrisch verbunden sind, wobei die mehreren Gate-Anschlüsse von dem Gehäuse getragen sind.
  14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, ferner aufweisend: mehrere erste Detektionsschichten, die auf der ersten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den ersten Elektroden der mehreren auf den mehreren ersten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind; mehrere zweite Detektionsschichten, die auf der zweiten vorderseitigen Fläche angeordnet sind und mit den ersten Elektroden der mehreren auf den mehreren zweiten Montageschichten angebrachten Schaltelemente elektrisch verbunden sind; mehrere zweite leitende Glieder, die getrennt mit den mehreren ersten Detektionsschichten und mit den mehreren zweiten Detektionsschichten verbunden sind; und mehrere Elementstromdetektionsanschlüsse, die mit einer von den mehreren ersten und zweiten Detektionsschichten verbunden sind, wobei die mehreren Elementstromdetektionsanschlüsse von dem Gehäuse getragen sind.
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