DE112018005978T5 - Halbleitervorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112018005978T5
DE112018005978T5 DE112018005978.2T DE112018005978T DE112018005978T5 DE 112018005978 T5 DE112018005978 T5 DE 112018005978T5 DE 112018005978 T DE112018005978 T DE 112018005978T DE 112018005978 T5 DE112018005978 T5 DE 112018005978T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductive plate
semiconductor device
switching elements
layer
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112018005978.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Takumi Kanda
Masaaki Matsuo
Soichiro TAKAHASHI
Yoshitoki Inami
Kaito Inoue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Publication of DE112018005978T5 publication Critical patent/DE112018005978T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517Additional leads
    • H01L23/49531Additional leads the additional leads being a wiring board
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517Additional leads
    • H01L23/49524Additional leads the additional leads being a tape carrier or flat leads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49575Assemblies of semiconductor devices on lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49579Lead-frames or other flat leads characterised by the materials of the lead frames or layers thereon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5386Geometry or layout of the interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0601Structure
    • H01L2224/0603Bonding areas having different sizes, e.g. different heights or widths
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/061Disposition
    • H01L2224/0618Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/06181On opposite sides of the body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401Disposition
    • H01L2224/40151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491Disposition
    • H01L2224/4912Layout
    • H01L2224/49175Parallel arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/494Connecting portions
    • H01L2224/4943Connecting portions the connecting portions being staggered
    • H01L2224/49431Connecting portions the connecting portions being staggered on the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/494Connecting portions
    • H01L2224/4943Connecting portions the connecting portions being staggered
    • H01L2224/49433Connecting portions the connecting portions being staggered outside the semiconductor or solid-state body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung beinhaltet eine erste leitfähige Platte, eine zweite leitfähige Platte, erste Schaltelemente, zweite Schaltelemente, einen ersten Versorgungsanschluss und einen zweiten Versorgungsanschluss. Die erste und die zweite leitfähige Platte sind in einer ersten Richtung voneinander beabstandet. Die ersten Schaltelemente sind mit der ersten leitfähigen Platte verbunden und sind mit der zweiten leitfähigen Platte elektrisch verbunden. Die zweiten Schaltelemente sind mit der zweiten leitfähigen Platte verbunden. Der erste Versorgungsanschluss ist mit der ersten leitfähigen Platte verbunden. Der zweite Versorgungsanschluss weist einen Bereich auf, der sich mit dem ersten Versorgungsanschluss in einer Draufsicht überlappt. Der zweite Versorgungsanschluss ist von der ersten leitfähigen Platte und dem ersten Versorgungsanschluss in einer Dickenrichtung senkrecht zu der ersten Richtung beabstandet. Der zweite Versorgungsanschluss ist mit den zweiten Schaltelementen elektrisch verbunden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die mit einer Vielzahl von Schaltelementen ausgestattet ist.
  • HINTERGRUND
  • Konventionell wurde eine Vielzahl von Halbleitervorrichtungen (Leistungsmodule) mit einer Vielzahl von Schaltelementen (Power MOSFETs oder IGBTs) vorgeschlagen. Solche Halbleitervorrichtungen können verwendet werden, um einen Teil einer Vorrichtung zur Leistungsumwandlung zu bilden, wie beispielsweise einen DC-DC-Wandler. So offenbart beispielsweise das nachstehende Patentdokument 1 ein Beispiel für eine konventionelle Halbleitervorrichtung, die mit einer Vielzahl von Schaltelementen ausgestattet ist. Bei dieser konventionellen Halbleitervorrichtung wird eine leitfähige Schicht aus einer Metallfolie auf einem isolierenden Substrat gebildet und die Vielzahl von Schaltelementen mit dieser leitfähigen Schicht verbunden.
  • Während des Betriebs der Schaltelemente wird von den Schaltelementen Wärme erzeugt, und die Temperatur der leitfähigen Schicht steigt. Da in der vorstehend beschriebenen konventionellen Halbleitervorrichtung eine dünne Metallfolie als die leitfähige Schicht verwendet wird, weist die leitfähige Schicht einen relativ hohen Wärmeleitwiderstand (Widerstand gegenüber einer Wärmeleitung) auf. Dementsprechend neigt die leitfähige Schicht dazu, in der Nähe von Schaltelementen im Betrieb in einem Hochtemperaturzustand zu bleiben.
  • DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
  • PATENT DOKUMENT
  • Patent Dokument 1: JP-2009-158787A
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • PROBLEM, DAS DURCH ERFINDUNG ZU LÖSEN IST
  • In Anbetracht der oben beschriebenen Umstände zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Halbleitervorrichtung bereitzustellen, die im Vergleich zu herkömmlichen eine verbesserte Wärmeableitung aufweist.
  • MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
  • Eine Halbleitervorrichtung, die gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, beinhaltet: eine Isolationsschicht, die eine Hauptfläche aufweist, die in einer Dickenrichtung ausgerichtet ist; eine erste leitfähige Platte und eine zweite leitfähige Platte, die mit der Hauptfläche gebondet („bonded“) sind und die in einer ersten Richtung senkrecht zur Dickenrichtung voneinander beabstandet sind; eine Vielzahl von ersten Schaltelementen, die mit der ersten leitfähigen Platte elektrisch gebondet („electrically bonded“) sind und mit der zweiten leitfähigen Platte elektrisch verbunden („electrically connected“) sind; eine Vielzahl von zweiten Schaltelementen, die mit der zweiten leitfähigen Platte elektrisch gebondet sind; einen ersten Versorgungsanschluss, der elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte gebondet ist; und einen zweiten Versorgungsanschluss, der sowohl von der ersten leitfähigen Platte als auch von dem ersten Versorgungsanschluss betrachtet in Dickenrichtung beabstandet ist und elektrisch mit der Vielzahl der zweiten Schaltelemente verbunden ist, wobei die erste leitfähige Platte und die zweite leitfähige Platte eine Dicke aufweisen, die größer als eine Dicke der isolierenden Schicht ist.
  • Eine Halbleitervorrichtung, die gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, beinhaltet: eine erste leitfähige Platte, die eine erste Hauptfläche senkrecht zu einer Dickenrichtung der ersten leitfähigen Platte aufweist; eine zweite leitfähige Platte, die eine zweite Hauptfläche senkrecht zu der Dickenrichtung aufweist und von der ersten leitfähigen Platte in einer ersten Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung beabstandet ist; eine Vielzahl von ersten Schaltelementen, die elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte gebondet sind und mit der zweiten leitfähigen Platte elektrisch verbunden sind; und eine Vielzahl von zweiten Schaltelementen, die elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte gebondet sind; einen ersten Versorgungsanschluss, der elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte gebondet ist; und einen zweiten Versorgungsanschluss, der einen Bereich aufweist, der mit dem ersten Versorgungsanschluss betrachtet in Dickenrichtung überlappt und von der ersten leitfähigen Platte und dem ersten Versorgungsanschluss in der Dickenrichtung beabstandet ist, wobei der zweite Versorgungsanschluss elektrisch mit der Vielzahl der zweiten Schaltelemente verbunden ist.
  • Die weiteren Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform eines ersten Aspekts darstellt.
    • 2 ist eine Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung.
    • 3 ist eine Unteransicht der Halbleitervorrichtung.
    • 4 ist eine Frontansicht der Halbleitervorrichtung.
    • 5 ist eine Seitenansicht der Halbleitervorrichtung.
    • 6 ist eine Draufsicht auf die Halbleitervorrichtung, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 7 ist eine Draufsicht, die 6 entspricht, wobei ein zweiter Versorgungsanschluss weggelassen ist und ein Anschlussisolierelement transparent ist.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 6.
    • 9 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 8 dargestellten Abschnitts.
    • 10A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 6, die die Umgebung einer ersten leitfähigen Platte veranschaulicht.
    • 10B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in 6, die die Umgebung einer zweiten leitfähigen Platte veranschaulicht.
    • 11 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 10B dargestellten Abschnitts.
    • 12 ist eine Draufsicht, die ein erstes Schaltelement darstellt.
    • 13 ist eine Draufsicht, die ein zweites Schaltelement darstellt.
    • 14 ist ein Schaltplan der Halbleitervorrichtung.
    • 15 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für die Verwendung der Halbleitervorrichtung veranschaulicht.
    • 16 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspekts darstellt, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 17 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XVII-XVII in 16.
    • 18 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 17 dargestellten Abschnitts.
    • 19 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIX-XIX in 16.
    • 20 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 19 dargestellten Abschnitts.
    • 21 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform des ersten Aspekts darstellt, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 22 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXII-XXII in 21.
    • 23 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 22 dargestellten Abschnitts.
    • 24 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform des ersten Aspekts darstellt, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 25 ist eine Unteransicht der in 24 dargestellten Halbleitervorrichtung.
    • 26 ist eine Frontansicht der in 24 dargestellten Halbleitervorrichtung.
    • 27 ist eine rechte Seitenansicht der in 24 dargestellten Halbleitervorrichtung.
    • 28A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXVIII-XXVIII in 24, die die Umgebung einer ersten leitfähigen Platte darstellt.
    • 28B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXVIII-XXVIII in 24, die die Umgebung einer zweiten leitfähigen Platte darstellt.
    • 29 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 28B dargestellten Abschnitts.
    • 30 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform des ersten Aspekts darstellt, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 31A ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXXI-XXXI in 30, die die Umgebung einer ersten leitfähigen Platte veranschaulicht.
    • 31 B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXI-XXXI in 30, die die Umgebung einer zweiten leitfähigen Platte darstellt.
    • 32 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 31 B dargestellten Abschnitts.
    • 33 ist eine Unteransicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform eines zweiten Aspekts darstellt.
    • 34 ist eine Draufsicht auf die in 33 dargestellte Halbleitervorrichtung, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 35 ist eine Draufsicht, die 34 entspricht, wobei ein zweiter Versorgungsanschluss weggelassen wird und ein Anschlussisolierelement transparent ist.
    • 36 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXXVI-XXXVI in 34.
    • 37 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 36.
    • 38 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXXVIII, XXXIX-XXXVIII, XXXIX in 34, die die Umgebung einer ersten leitfähigen Platte darstellt.
    • 39 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXXVIII, XXXIX-XXXVIII, XXXIX in 34, die die Umgebung einer zweiten leitfähigen Platte darstellt.
    • 40 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 39 dargestellten Abschnitts.
    • 41 ist eine Draufsicht, die ein erstes Schaltelement gemäß 34 darstellt.
    • 42 ist eine Draufsicht, die ein zweites Schaltelement gemäß 34 darstellt.
    • 43 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts darstellt, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 44 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XLIV-XLIV in 43.
    • 45 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 44 dargestellten Abschnitts.
    • 46 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XLVI-XLVI in 43.
    • 47 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 46 dargestellten Abschnitts.
    • 48 ist eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform des zweiten Aspekts darstellt, wobei ein Dichtungsharz transparent ist.
    • 49 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XLIX-XLIX in 48.
    • 50 ist eine vergrößerte Ansicht eines in 49 dargestellten Abschnitts.
  • MODUS ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Eine Halbleitervorrichtung A10 gemäß einer ersten Ausführungsform eines ersten Aspekts wird mit Bezug auf die 1 bis 13 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung A10 ist mit einer isolierenden Schicht (isolierendes Substrat) 10, einer ersten leitfähigen Platte 11, einer zweiten leitfähigen Platte 12, einer Vielzahl von ersten Schaltelementen 21, einer Vielzahl von zweiten Schaltelementen 22, einem ersten Versorgungsanschluss 31 und einem zweiten Versorgungsanschluss 32 versehen. Darüber hinaus ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem isolierenden Material 15 (siehe z.B. 9), einem Anschlussisolierelement 39 (siehe z.B. 1), einer Vielzahl von ersten leitfähigen Drähten 411, einer Vielzahl von zweiten leitfähigen Drähten 421 und einem Dichtungsharz 50 versehen. In 6 ist das Dichtungsharz 50 transparent, um das Verständnis zu erleichtern. Darüber hinaus ist in 7 der zweite Versorgungsanschluss 32 weggelassen und das Anschlussisolationselement 39 ist transparent. Das in den 6 und 7 transparente Dichtungsharz 50 und das in 7 transparente Anschlussisolierelement 39 werden durch virtuelle Linien (Zweipunkt-gestrichelte Linien) gekennzeichnet.
  • Die Halbleitervorrichtung A10 ist ein Leistungsmodul zur Durchführung einer Leistungsumwandlung. Wie beispielsweise in 1 dargestellt, weist die Halbleitervorrichtung A10 eine relativ geringe Dicke auf (Größe in Dickenrichtung z). Eine Richtung, die senkrecht zur Dickenrichtung z steht und in der sich der erste Versorgungsanschluss 31 (oder der zweite Versorgungsanschluss 32) und ein Ausgangsanschluss 33 erstrecken, wird als „erste Richtung x“ bezeichnet. Darüber hinaus wird eine Richtung, die sowohl senkrecht zur Dickenrichtung z als auch zur ersten Richtung x verläuft, als „zweite Richtung y“ bezeichnet. Zu beachten ist, dass in der folgenden Beschreibung der Ausdruck „in Dickenrichtung betrachtet“ die gleiche Bedeutung hat wie der Ausdruck „in einer Draufsicht betrachtet“.
  • Wie in 6 bis 11 dargestellt, ist eine isolierende Schicht 10 ein plattenförmiges elektrisch isolierendes Element, auf dem die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 montiert sind. Die isolierende Schicht 10 besteht aus einem Material mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit. Beispiele für das Ausgangsmaterial der isolierenden Schicht 10 sind eine Keramik wie Al2O3 (Aluminiumoxid) oder AIN (Aluminiumnitrid) und eine Wärmeableitlage, deren Hauptkomponente ein Kunstharz ist. Die isolierende Schicht10 weist eine Dicke t0 (Größe in Dickenrichtung z) von 0,25 bis 0,5 mm auf, wenn das Ausgangsmaterial davon eine Keramik ist, und von 100 bis 200 µm, wenn das Ausgangsmaterial davon eine Wärmeableitlage ist. Die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 sind von der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 durch die isolierende Schicht 10 elektrisch isoliert. Die isolierende Schicht 10 weist eine Hauptfläche 101 und eine rückseitige Fläche 102 auf, die in Dickenrichtung z voneinander beabstandet sind. In 9 ist beispielsweise die Hauptfläche 101 nach oben und die Rückfläche 102 nach unten ausgerichtet.
  • Wie in den 6 bis 10A dargestellt, ist die erste leitfähige Platte 11 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall besteht und plattenförmig ist und auf dem die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 montiert ist. Die erste leitfähige Platte 11 ist an die Hauptfläche 101 der isolierenden Schicht 10 gebondet. Das Ausgangsmaterial der ersten leitfähigen Platte 11 ist Cu (Kupfer). Die erste leitfähige Platte 11 weist eine Dicke t1 von 1,5 bis 10 mm auf und größer als die Dicke t0 der isolierenden Schicht 10. Mit anderen Worten, die Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 ist drei- bis hundertmal so groß wie die Dicke t0 der isolierenden Schicht 10. Die Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 ist größer als die Dicke (0,25 bis 0,8 mm) einer leitfähigen Schicht, die beispielsweise aus einer Metallfolie besteht.
  • Wie in den 6 bis 10A (mit Ausnahme von 9) dargestellt, ist ein erstes Substrat 13, das elektrische Isolationseigenschaften aufweist, mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet. Das erste Substrat 13 befindet sich zwischen der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und dem ersten Versorgungsanschluss 31 in der ersten Richtung x und erstreckt sich in der zweiten Richtung y. Das erste Substrat 13 ist ein keramisches Substrat, dessen Ausgangsmaterial bzw. Bestandteil beispielsweise Al2O3 oder dergleichen ist oder ist eine Leiterplatte. Das erste Substrat 13 wird mit einem Klebstoff (nicht dargestellt) auf die Seite der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt. Auf dem ersten Substrat 13 sind eine erste Gate-Schicht 131 und eine erste Erfassungsschicht 132 angeordnet. Die erste Gate-Schicht 131 und die erste Erfassungsschicht 132 sind elektrisch leitfähig und erstrecken sich in die zweite Richtung y. Die erste Gate-Schicht 131 und die erste Erfassungsschicht 132 bestehen beispielsweise aus einer Cu-Folie. In der ersten Richtung x befindet sich die erste Gate-Schicht 131 an einer Position, die näher an dem ersten Versorgungsanschluss 31 liegt als die erste Erfassungsschicht 132. Im gezeigten Beispiel ist die erste Gate-Schicht 131 in der ersten Richtung x an den ersten Versorgungsanschluss 31 angrenzend. Ebenso ist die erste Erfassungsschicht 132 an die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 in der ersten Richtung x angrenzend.
  • Wie in 6, 7, 10B und 11 dargestellt, ist die zweite leitfähige Platte 12 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall besteht und plattenförmig ist und auf dem die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 montiert ist. Die zweite leitfähige Platte 12 ist mit der Hauptfläche 101 der isolierenden Schicht 10 gebondet. Das Ausgangsmaterial der zweiten leitfähigen Platte 12 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten leitfähigen Platte 11. Darüber hinaus weist die zweite leitfähige Platte 12 eine Dicke t2 auf, die gleich der Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 ist. Dementsprechend ist die Dicke t2 der zweiten leitfähigen Platte 12 größer als die Dicke t0 der isolierenden Schicht 10 und größer als die Dicke einer leitfähigen Schicht aus einer Metallfolie. Die zweite leitfähige Platte 12 ist von der ersten leitfähigen Platte 11 in der ersten Richtung x beabstandet und gegenüber der ersten leitfähigen Platte 11 elektrisch isoliert.
  • Wie in den 6, 7 und 10B dargestellt, ist ein zweites Substrat 14, das elektrische Isolationseigenschaften aufweist, mit der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet. Das zweite Substrat 14 befindet sich in der ersten Richtung x zwischen der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 und dem Ausgangsanschluss 33 und erstreckt sich in der zweiten Richtung y. Das Ausgangsmaterial des zweiten Substrats 14 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Substrats 13. Das zweite Substrat 14 wird mit einem Klebstoff (nicht dargestellt) auf die Seite der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt. Auf dem zweiten Substrat 14 sind eine zweite Gate-Schicht 141 und eine zweite Erfassungsschicht 142 angeordnet. Die zweite Gate-Schicht 141 und die zweite Erfassungsschicht 142 sind elektrisch leitfähig und erstrecken sich in die zweite Richtung y. Die zweite Gate-Schicht 141 und die zweite Erfassungsschicht 142 bestehen beispielsweise aus einer Cu-Folie. Im gezeigten Beispiel ist die zweite Gate-Schicht 141 in der ersten Richtung x an den Ausgangsanschluss 33 angrenzend. Die zweite Erfassungsschicht 142 ist an die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 in der ersten Richtung x angrenzend.
  • Wie in 6 bis 11 dargestellt, ist das isolierende Material 15 ein elektrisch isolierendes Element, das in der ersten Richtung x zwischen der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 angeordnet ist. Das isolierende Material 15 ist hergestellt aus einem Material mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit, wie bei der isolierenden Schicht 10. Das Ausgangsmaterial des isolierenden Materials 15 ist beispielsweise eine Keramik wie Al2O3, Si3N4 (Siliziumnitrid) oder AIN.
  • Die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 sind Halbleiterelemente und sind elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet, wie in den 6 bis 9 dargestellt (das heißt, jedes erste Schaltelement 21 ist an der ersten leitfähigen Platte 11 befestigt und elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden). Darüber hinaus ist die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden. Die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 ist mit der Seite der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt. In der Halbleitervorrichtung A10 sind die ersten Schaltelemente 21 über den ersten leitfähigen Draht 411 mit der zweiten leitfähigen Platte 12 elektrisch verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 ist jedes der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 ein Leistungs-MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), dessen Hauptkomponente SiC (Siliziumkarbid) ist. Die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 kann jeweils auch ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) sein. Die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet bzw. aufgereiht. Im gezeigten Beispiel ist die Anzahl der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 vier, aber die Anzahl ist nicht darauf beschränkt. Die ersten Schaltelemente 21 weisen jeweils eine Hauptfläche 21A und eine rückseitige Fläche 21B auf.
  • Wie in 9 dargestellt, ist die Hauptfläche 21A in die gleiche Richtung ausgerichtet wie die Hauptfläche 101 der isolierenden Schicht 10. Die Hauptfläche 21A ist mit einer Hauptflächenelektrode 211 und einer Gate-Elektrode 213 versehen (siehe 12). Die rückseitige Fläche 21B ist zur gegenüberliegenden Seite der Hauptfläche 21A ausgerichtet und zeigt zur ersten leitfähigen Platte 11. Die rückseitige Fläche 21B ist mit einer Rückflächenelektrode 212 versehen.
  • Source-Ströme (oder Emitterströme, wenn die ersten Schaltelemente 21 IGBTs sind) fließen durch die Hauptflächenelektrode 211. Wie in 12 dargestellt, ist die Hauptflächenelektrode 211 in vier Regionen bzw. Bereiche unterteilt, die auf der Hauptfläche 21A vorgesehen sind. Eine Konfiguration ist so aufgebaut, dass ein Source-Strom durch jede der Regionen fließt.
  • Durch die Rückflächenelektrode 212 fließt ein Drain-Strom (oder ein Kollektorstrom, wenn die ersten Schaltelemente 21 IGBTs sind). Wie in 9 dargestellt, ist die Rückflächenelektrode 212 über eine Elementverbindungsschicht 29 mit der ersten leitfähigen Platte 11 elektrisch verbunden.
  • An die Gate-Elektrode 213 wird eine Gatespannung zum Antreiben des ersten Schaltelements 21 angelegt. Wie in 12 dargestellt, befindet sich in der Halbleitervorrichtung A10 die Gate-Elektrode 213 zwischen zwei Regionen der Hauptflächenelektrode 211, die in der ersten Richtung x voneinander beabstandet sind. Die Gate-Elektrode 213 ist kleiner als alle Regionen der Hauptflächenelektrode 211.
  • Wie in den 6, 7, 10B und 11 dargestellt, sind die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 Halbleiterelemente, die elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden sind. Die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 ist mit der Seite der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt. Die zweiten Schaltelemente 22 sind über die zweiten leitfähigen Drähte 421 mit dem zweiten Versorgungsanschluss 32 elektrisch verbunden. Die zweiten Schaltelemente 22 sind die gleichen Elemente wie die ersten Schaltelemente 21. Die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet. Im gezeigten Beispiel ist die Anzahl der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 vier, aber die Anzahl ist nicht darauf beschränkt. Die zweiten Schaltelemente 22 weisen jeweils eine Hauptfläche 22A und eine rückseitige Fläche 22B auf.
  • Wie in 11 dargestellt, ist die Hauptfläche 22A in die gleiche Richtung ausgerichtet wie die der Hauptfläche 101 der isolierenden Schicht 10. Die Hauptfläche 22A ist mit einer Hauptflächenelektrode 221 und einer Gate-Elektrode 223 versehen (siehe 13). Die rückseitige Fläche 22B ist zu einer der Hauptfläche 22A gegenüberliegenden Seite ausgerichtet und weist auf die zweite leitfähige Platte 12. Die rückseitige Fläche 22B ist mit einer Rückflächenelektrode 222 versehen.
  • Source-Ströme (oder Emitterströme, wenn die zweiten Schaltelemente 22 IGBTs sind) fließen durch die Hauptflächenelektrode 221. Wie in 13 dargestellt, ist die Hauptflächenelektrode 221 in der Halbleitervorrichtung A10 in vier Regionen unterteilt, die auf der Hauptfläche 22A vorgesehen sind. Eine Konfiguration ist so aufgebaut, dass ein Source-Strom durch jede der Regionen fließt.
  • Ein Drainstrom (oder ein Kollektorstrom, wenn die zweiten Schaltelemente 22 IGBTs sind) fließt durch die Rückflächenelektrode 222. Wie in 11 dargestellt, ist die Rückflächenelektrode 222 über eine Elementverbindungsschicht 29 mit der zweiten leitfähigen Platte 12 elektrisch verbunden.
  • An die Gate-Elektrode 223 wird eine Gatespannung zum Antreiben des zweiten Schaltelements 22 angelegt. Wie in 13 dargestellt, befindet sich in der Halbleitervorrichtung A10 die Gate-Elektrode 223 zwischen zwei Regionen der Hauptflächenelektrode 221, die in der ersten Richtung x beabstandet voneinander sind. Die Gate-Elektrode 223 ist kleiner als alle Regionen der Hauptflächenelektrode 221.
  • Wie in 9 dargestellt, ist die Elementverbindungsschicht 29 zwischen der rückseitigen Fläche 21B des ersten Schaltelements 21 und der ersten leitfähigen Platte 11 angeordnet. Weiterhin ist, wie in 11 dargestellt, die Elementverbindungsschicht 29 zwischen der rückseitigen Fläche 22B des zweiten Schaltelements 22 und der zweiten leitfähigen Platte 12 angeordnet. Die Elementverbindungsschichten 29 sind elektrisch leitfähig. Die Elementverbindungsschichten 29 sind bleifreie Lote, deren Hauptbestandteil beispielsweise Sn (Zinn) ist. Die ersten Schaltelemente 21 sind über die Elementverbindungsschichten 29 mit der ersten leitfähigen Platte 11 durch Die-Bonding elektrisch gebondet. Ebenso werden die zweiten Schaltelemente 22 mit der zweiten leitfähigen Platte 12 durch Die-Bonding unter Verwendung der Elementverbindungsschichten 29 gebondet.
  • Wie in den 3 bis 7 (mit Ausnahme von 6) dargestellt, ist der erste Versorgungsanschluss 31 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt ist, plattenförmig ist und mit der ersten leitfähigen Platte 11 elektrisch gebondet ist. Der erste Versorgungsanschluss 31 dient als positive Elektrode (P-Anschluss) der Halbleitervorrichtung A10. Das Ausgangsmaterial des ersten Versorgungsanschlusses 31 ist z.B. Cu. Die Oberfläche des ersten Versorgungsanschlusses 31 kann auch mit Ni (Nickel) beschichtet werden. Der erste Versorgungsanschluss 31 hat eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm. Der erste Versorgungsanschluss 31 weist kammzahnförmige Abschnitte 311 und einen externen Verbindungsabschnitt 312 auf (siehe 7). Die kammzahnförmigen Abschnitte 311 liegen angrenzend an das erste Substrat 13 in der ersten Richtung x und überlappen mit der ersten leitfähigen Platte 11, wenn in einer Draufsicht betrachtet. Die kammzahnförmigen Abschnitte 311 sind mit der Seite der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt. Das Verfahren zum Verbinden der kammzahnförmigen Abschnitte 311 mit der ersten leitfähigen Platte 11 kann eine Lötverbindung oder eine Ultraschallverbindung sein. Der externe Verbindungsabschnitt 312 ist bandförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung x von den kammzahnförmigen Abschnitten 311 bis zu einer Seite weg von der zweiten leitfähigen Platte 12. Der externe Verbindungsabschnitt 312 ist teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt bzw. freigelegt.
  • Wie in 1 bis 6 und 10A dargestellt, ist der zweite Versorgungsanschluss 32 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt ist, plattenförmig ist und einen Bereich aufweist, der sich in einer Draufsicht mit dem ersten Versorgungsanschluss 31 überlappt. Der zweite Versorgungsanschluss 32 ist von der ersten leitfähigen Platte 11, der zweiten leitfähigen Platte 12 und auch von dem ersten Versorgungsanschluss 31 in Dickenrichtung z beabstandet (siehe 10A). Dementsprechend ist der zweite Versorgungsanschluss 32 von der ersten leitfähigen Platte 11, der zweiten leitfähigen Platte 12 und auch von dem ersten Versorgungsanschluss 31 elektrisch isoliert. Der zweite Versorgungsanschluss 32 ist elektrisch mit der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 verbunden (siehe 6). Der zweite Versorgungsanschluss 32 dient als negative Elektrode (N-Anschluss) der Halbleitervorrichtung A10. Das Ausgangsmaterial und die Dicke des zweiten Versorgungsanschlusses 32 sind identisch mit dem Ausgangsmaterial und der Dicke des ersten Versorgungsanschlusses 31. Die Oberfläche des zweiten Versorgungsanschlusses 32 kann auch mit Ni beschichtet werden. Wie in 6 dargestellt, weist der zweite Versorgungsanschluss 32 einen ersten bandförmigen Abschnitt 321 (der sich in der zweiten Richtung y erstreckt), eine Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten 322, die parallel zueinander sind (jeder zweite bandförmige Abschnitt erstreckt sich in der ersten Richtung x), und einen externen Verbindungsabschnitt 323 (der sich in der ersten Richtung x erstreckt) auf. Der erste bandförmige Abschnitt 321 und der externe Verbindungsabschnitt 323 überlappen sich mit dem ersten Versorgungsanschluss 31, wenn in einer Draufsicht betrachtet. Der erste bandförmige Abschnitt 321 befindet sich zwischen einer Umfangskante der ersten leitfähigen Platte 11 (Umfangskante, die sich mit dem ersten Versorgungsanschluss 31 schneidet) und dem ersten Substrat 13. Die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 erstreckt sich vom ersten bandförmigen Abschnitt 321 in Richtung der zweiten leitfähigen Platte 12 und ist in einem Abstand voneinander in der zweiten Richtung y ausgerichtet bzw. aufgereiht. In dem gezeigten Beispiel ist die Anzahl der Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 vier, aber die Anzahl ist nicht darauf beschränkt. Der externe Verbindungsabschnitt 323 ist bandförmig und erstreckt sich in der ersten Richtung x vom ersten bandförmigen Abschnitt 321 zu einer Seite weg von der zweiten leitfähigen Platte 12. Der externe Verbindungsabschnitt 323 ist teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt.
  • Wie in 10A bis 11 dargestellt, ist ein Isolator 324 zwischen dem vorderen Ende des zweiten bandförmigen Abschnitts 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und der ersten leitfähigen Platte 11 angeordnet. Der Isolator 324 ist ein elektrisch isolierender Klebstoff. Das Ausgangsmaterial des Isolators 324 ist beispielsweise ein Epoxidharz oder Polyimid. Die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 sind über die Isolatoren 324 mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet. Aufgrund der Isolatoren 324 ist der zweite Versorgungsanschluss 32 mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet und von der ersten leitfähigen Platte 11 elektrisch isoliert.
  • Wie in den 1 bis 6 und 10A dargestellt, ist das Anschlussisolierelement 39 plattenförmig und ist zwischen dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 in Dickenrichtung z angeordnet. Das Anschlussisolierelement 39 weist elektrische Isolationseigenschaften auf. Das Ausgangsmaterial des Anschlussisolierelements 39 ist eine Keramik, wie z.B. Al2O3. Das Anschlussisolierelement 39 hat eine Dicke von 0,1 bis 1,0 mm. In der Halbleitervorrichtung A10 ist das Anschlussisolierelement 39 sowohl mit dem ersten Versorgungsanschluss 31 als auch mit dem zweiten Versorgungsanschluss 32 in Kontakt. Insbesondere ist das Anschlussisolierelement 39 mit der gesamten Oberseite des ersten Versorgungsanschlusses 31 in Kontakt (siehe 4 und 7) und mit einem Teil der Unterseite des zweiten Versorgungsanschlusses 32 (d.h. der gesamten Unterseite des externen Verbindungsabschnitts 323 und einem Teil der Unterseite des ersten bandförmigen Abschnitts 321). (siehe 4, 6 und 7). Die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 stehen nicht in Kontakt mit dem Anschlussisolierelement 39 (siehe 10A).
  • Wie in 6 dargestellt, befindet sich jeder zweite bandförmige Abschnitt 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 (teilweise) zwischen zwei benachbarten ersten Schaltelementen 21. Mit anderen Worten, ein entsprechender einzelner zweiter bandförmiger Abschnitt 322 erstreckt sich zwischen zwei benachbarten ersten Schaltelementen 21 in Richtung der zweiten leitfähigen Platte 12. Darüber hinaus weist jedes der zweiten Schaltelemente 22 zu dem entsprechenden einzelnen zweiten bandförmigen Abschnitt 322 in der ersten Richtung x. Entsprechend sind die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 versetzt angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 in der zweiten Richtung y in Bezug auf die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 verschoben. Weiterhin sind die ersten Schaltelemente 21 überlappungsfrei mit jedem zweiten Schaltelement 22 in der ersten Richtung x angeordnet.
  • Wie in den 1 bis 7 dargestellt, ist der Ausgangsanschluss 33 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt ist, plattenförmig ist und mit der zweiten leitfähigen Platte 12 elektrisch verbunden ist. Die elektrische Leistungszufuhr zur Halbleitervorrichtung A10 von dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 wird durch die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 umgewandelt, und die umgewandelte Leistung wird an den Ausgangsanschluss 33 ausgegeben. Das Ausgangsmaterial und die Dicke des Ausgangsanschlusses 33 sind identisch mit dem Ausgangsmaterial und der Dicke des ersten Versorgungsanschlusses 31. Die Oberfläche des Ausgangsanschlusses 33 kann auch mit Ni beschichtet werden. Der Ausgangsanschluss 33 weist kammzahnförmige Abschnitte 331 und einen externen Verbindungsabschnitt 332 auf. Die kammzahnförmigen Abschnitte 331 liegen angrenzend an das zweite Substrat 14 in der ersten Richtung x und überlappen mit der zweiten leitfähigen Platte 12, wenn in einer Draufsicht betrachtet. Die kammzahnförmigen Abschnitte 331 sind mit jener Seite der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt. Das Verfahren zum Verbinden der kammzahnförmigen Abschnitte 331 mit der zweiten leitfähigen Platte 12 kann eine Lötverbindung oder eine Ultraschallverbindung sein. Der externe Verbindungsabschnitt 332 ist bandförmig und erstreckt sich von den kammzahnförmigen Abschnitten 331 zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte 11 in der ersten Richtung x. Daher erstreckt sich der externe Verbindungsabschnitt 332 zu der Seite, die der Seite gegenüberliegt, zu der sich der externe Verbindungsabschnitt 312 des ersten Versorgungsanschlusses 31 und der externe Verbindungsabschnitt 323 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 erstrecken. Der externe Verbindungsabschnitt 332 ist teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt.
  • Wie z.B. in 6 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem ersten Gate-Anschluss 341 versehen. Der erste Gate-Anschluss 341 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y der ersten Gate-Schicht 131 gegenüberliegend angeordnet, während er sich zu einer Seite weg von der ersten Gate-Schicht 131 erstreckt. Der erste Gate-Anschluss 341 ist von der ersten leitfähigen Platte 11 beabstandet. Darüber hinaus ist, wie in den 2 und 3 dargestellt, der erste Gate-Anschluss 341 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt. Das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341 ist beispielsweise Cu. Die Oberfläche des ersten Gate-Anschlusses 341 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in z.B. 6 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem ersten Anschlussdraht 451 versehen. Der erste Anschlussdraht 451 ist elektrisch leitfähig und verbindet den ersten Gate-Anschluss 341 mit der ersten Gate-Schicht 131. Das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451 ist beispielsweise Al (Aluminium). Der erste Gate-Anschluss 341 ist über den ersten Anschlussdraht 451 mit der ersten Gate-Schicht 131 elektrisch verbunden.
  • Wie beispielsweise in 12 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit ersten Gate-Drähten 431 versehen. Die ersten Gate-Drähte 431 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Gate-Elektroden 213 der ersten Schaltelemente 21 und die erste Gate-Schicht 131 miteinander. Das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Drahtes 431 ist beispielsweise Al. Die Gate-Elektroden 213 sind über die ersten Gate-Drähte 431 mit der ersten Gate-Schicht 131 elektrisch verbunden. Dementsprechend ist der erste Gate-Anschluss 341 elektrisch mit den Gate-Elektroden 213 verbunden. Die Halbleitervorrichtung A10 weist eine Konfiguration auf, bei der die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 beim Anlegen einer Gatespannung an den ersten Gate-Anschluss 341 angesteuert wird.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem zweiten Gate-Terminal 342 versehen. Das zweite Gate-Terminal 342 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y gegenüber der zweiten Gate-Schicht 141 angeordnet, während es sich zu einer Seite weg von der zweiten Gate-Schicht 141 erstreckt. Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist der zweite Gate-Terminal 342 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt. Das Ausgangsmaterial des zweiten Gate-Terminals 342 ist das gleiche wie das Material des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des zweiten Gate-Terminals 342 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem zweiten Anschlussdraht 452 versehen. Der zweite Anschlussdraht 452 ist elektrisch leitfähig und verbindet das zweite Gate-Terminal 342 mit der zweiten Gate-Schicht 141. Das Ausgangsmaterial des zweiten Anschlussdrahtes 452 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Das zweite Gate-Terminal 342 ist über den zweiten Anschlussdraht 452 elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht 141 verbunden.
  • Wie in den 7 und 13 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit zweiten Gate-Drähten 432 versehen. Die zweiten Gate-Drähte 432 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Gate-Elektroden 223 der zweiten Schaltelemente 22 und die zweite Gate-Schicht 141. Das Ausgangsmaterial der zweiten Gate-Drähte 432 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten Gate-Drähte 431. Die Gate-Elektroden 223 sind über die zweiten Gate-Drähte 432 elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht 141 verbunden. Dementsprechend ist das zweite Gate-Terminal 342 elektrisch mit den Gate-Elektroden 223 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 wird die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 beim Anlegen einer Gatespannung an das zweiten Gate-Terminal 342 angesteuert.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem ersten Erfassungsanschluss 351 versehen. Der erste Erfassungsanschluss 351 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y gegenüber der ersten Erfassungsschicht 132 angeordnet, während er sich zu einer Seite weg von der ersten Erfassungsschicht 132 erstreckt. Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist der erste Erfassungsanschluss 351 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt. Der erste Erfassungsanschluss 351 ist von dem ersten Gate-Anschluss 341 in der ersten Richtung x beabstandet. Das Ausgangsmaterial des ersten Erfassungsanschlusses 351 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des ersten Erfassungsanschlusses 351 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem dritten Anschlussdraht 453 versehen. Der dritte Anschlussdraht 453 ist elektrisch leitfähig und verbindet den ersten Erfassungsanschluss 351 mit der ersten Erfassungsschicht 132. Das Ausgangsmaterial des dritten Anschlussdrahtes 453 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Der erste Erfassungsanschluss 351 ist über den dritten Anschlussdraht 453 mit der ersten Erfassungsschicht 132 elektrisch verbunden.
  • Wie in den 7 und 12 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit ersten Erfassungsdrähten 441 versehen. Die ersten Erfassungsdrähte 441 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Hauptflächenelektroden 211 der ersten Schaltelemente 21 und die erste Erfassungsschicht 132. Das Ausgangsmaterial der ersten Erfassungsdrähte 441 ist beispielsweise Al. Jeder erste Erfassungsdraht 441 ist mit einem der Bereiche bzw. Regionen der entsprechenden Hauptflächenelektrode 211 verbunden. Die Hauptflächenelektroden 211 sind über die ersten Erfassungsdrähte 441 elektrisch mit der ersten Erfassungsschicht 132 verbunden. Dementsprechend ist der erste Erfassungsanschluss 351 elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 211 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 wird ein Source-Strom (oder Emitterstrom), der in die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 eingespeist wird, von dem ersten Erfassungsanschluss 351 erfasst.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem zweiten Erfassungsanschluss 352 versehen. Der zweite Erfassungsanschluss 352 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y gegenüber der zweiten Erfassungsschicht 142 angeordnet, während er sich zu einer Seite weg von der zweiten Erfassungsschicht 142 erstreckt. Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist der zweite Erfassungsanschluss 352 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt. Der zweite Erfassungsanschluss 352 ist in der ersten Richtung x von dem zweiten Gate-Terminal 342 beabstandet. Das Ausgangsmaterial des zweiten Erfassungsanschlusses 352 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des zweiten Erfassungsanschlusses 352 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem vierten Anschlussdraht 454 versehen. Der vierte Anschlussdraht 454 ist elektrisch leitfähig und verbindet den zweiten Erfassungsanschluss 352 mit der zweiten Erfassungsschicht 142. Das Ausgangsmaterial des vierten Anschlussdrahtes 454 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Der zweite Erfassungsanschluss 352 ist über den vierten Anschlussdraht 454 elektrisch mit der zweiten Erfassungsschicht 142 verbunden.
  • Wie in den 7 und 13 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit zweiten Erfassungsdrähten 442 versehen. Die zweiten Erfassungsdrähte 442 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 und die zweite Erfassungsschicht 142. Das Ausgangsmaterial der zweiten Erfassungsdrähte 442 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten Erfassungsdrähte 441. Jeder zweite Erfassungsdraht 442 ist mit einem der Bereiche der entsprechenden Hauptflächenelektrode 221 verbunden. Die Hauptflächenelektroden 221 sind über die zweiten Erfassungsdrähte 442 elektrisch mit der zweiten Erfassungsschicht 142 verbunden. Dementsprechend ist der zweite Erfassungsanschluss 352 elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 221 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 wird ein Source-Strom (oder ein Drainstrom), der in die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 eingespeist wird, von dem zweiten Erfassungsanschluss 352 erfasst.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 versehen. Der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 ist elektrisch leitfähig und ist zwischen dem ersten Erfassungsanschluss 351 und dem zweiten Erfassungsanschluss 352 in der ersten Richtung x angeordnet und gegenüber der ersten leitfähigen Platte 11 in der zweiten Richtung y angeordnet. Die Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 erstreckt sich zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte 11 in die zweite Richtung y. Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung A10 ausgesetzt. Das Ausgangsmaterial des Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschlusses 36 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschlusses 36 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 7 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A10 mit einem fünften Anschlussdraht 455 versehen. Der fünfte Anschlussdraht 455 ist elektrisch leitfähig und verbindet den Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 mit der ersten leitfähigen Platte 11. Das Ausgangsmaterial des fünften Anschlussdrahtes 455 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 ist über den fünften Anschlussdraht 455 elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 wird ein Strom, der durch die erste leitfähige Platte 11 fließt, von dem Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 der Vorrichtung erfasst.
  • Wie in den 6 bis 9 dargestellt, sind die ersten leitfähigen Drähte 411 elektrisch leitfähige Elemente, die die Hauptflächenelektroden 211 der ersten Schaltelemente 21 und die zweite leitfähige Platte 12 verbinden. Die ersten leitfähigen Drähte 411 sind dünne Metalldrähte, die sich in die erste Richtung x erstrecken. Die ersten leitfähigen Drähte 411 sind mit den jeweiligen Bereichen der Hauptflächenelektroden 211 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 ist die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 über die ersten leitfähigen Drähte 411 elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden. Das Ausgangsmaterial der ersten leitfähigen Drähte 411 ist beispielsweise Al.
  • Wie in den 6 bis 11 (mit Ausnahme der 8 und 9) dargestellt, sind die zweiten leitfähigen Drähte 421 elektrisch leitfähige Elemente, die die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und die Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbinden. Die zweiten leitfähigen Drähte 421 sind dünne Metalldrähte, die sich in die erste Richtung x erstrecken. Die zweiten leitfähigen Drähte 421 sind mit den jeweiligen Bereichen der Hauptflächenelektroden 221 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A10 sind die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 über die zweiten leitfähigen Drähte 421 elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 221 verbunden. Das Ausgangsmaterial der zweiten leitfähigen Drähte 421 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten leitfähigen Drähte 411.
  • Wie in den 1 bis 11 (mit Ausnahme der 6 und 7) dargestellt, bedeckt das Dichtungsharz 50 die erste leitfähige Platte 11, die zweite leitfähige Platte 12, die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22. Das Dichtungsharz 50 hat elektrische Isoliereigenschaften. Das Ausgangsmaterial des Dichtungsharzes 50 ist beispielsweise ein schwarzes Epoxidharz. Das Dichtungsharz 50 weist eine vorderseitige Fläche 51, eine rückseitige Fläche 52, ein Paar erste seitliche Flächen 531 und ein Paar zweite seitliche Flächen 532 auf.
  • Wie in den 1 bis 11 (mit Ausnahme der 3, 6 und 7) dargestellt, ist die vorderseitige Fläche 51 in die gleiche Richtung wie die der Hauptfläche 101 der isolierenden Schicht 10 ausgerichtet. Wie in den 3 bis 11 (mit Ausnahme der 6 und 7) dargestellt, ist die rückseitige Fläche 52 in die gleiche Richtung ausgerichtet wie die rückseitige Fläche 102 der isolierenden Schicht 10. Die rückseitige Fläche 102 wird von der rückseitigen Fläche 52 freigelegt.
  • Wie in den 1 bis 5 dargestellt, ist jede der beiden ersten seitlichen Flächen 531 sowohl mit der vorderseitigen Fläche 51 als auch mit der rückseitigen Fläche 52 verbunden und sie sind in der ersten Richtung x beabstandet. Der externe Verbindungsabschnitt 312 des ersten Versorgungsanschlusses 31, der externe Verbindungsabschnitt 323 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und das Anschlussisolierelement 39 sind teilweise von einer der ersten seitlichen Flächen 531 freigelegt. Darüber hinaus ist der externe Verbindungsabschnitt 332 des Ausgangsanschlusses 33 teilweise von der anderen der ersten seitlichen Flächen 531 freigelegt. Wie in den 1 bis 5 dargestellt, ist jede der beiden zweiten seitlichen Flächen 532 sowohl mit der vorderseitigen Fläche 51 als auch mit der rückseitigen Fläche 52 verbunden und sie sind in der zweiten Richtung y beabstandet. Beide Enden, in der ersten Richtung x, jeder zweiten seitlichen Fläche 532 sind mit dem Paar der ersten seitlichen Flächen 531 verbunden. Der erste Gate-Anschluss 341, der zweite Gate-Terminal 342, die erste Erfassungsanschluss 351, der zweite Erfassungsanschluss 352 und der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 sind teilweise von einer der zweiten seitlichen Flächen 532 freigelegt.
  • Wie in den 1, 3, 4, 10A und 10B dargestellt, ist das Dichtungsharz 50 mit einer Vielzahl von Vertiefungen 54 versehen, die in der Dickenrichtung z von der rückseitigen Fläche 52 ausgespart sind und sich in der zweiten Richtung y erstrecken. Die Vielzahl der Vertiefungen 54 ist an beiden Enden, in der ersten Richtung x, der rückseitigen Fläche 52 angeordnet. So wird beispielsweise in dem in 3 dargestellten Beispiel die Vielzahl der Vertiefungen 54 in eine erste Gruppe von Vertiefungen (z.B. eine rechte Gruppe von Vertiefungen) und eine zweite Gruppe von Vertiefungen (eine linke Gruppe von Vertiefungen) unterteilt, und die beiden Gruppen sind in der ersten Richtung x voneinander beabstandet. Im dargestellten Beispiel ist die rechte Gruppe von Vertiefungen in der Nähe des rechten Endes der rückseitigen Fläche 52 und die linke Gruppe von Vertiefungen in der Nähe des linken Endes der rückseitigen Fläche 52 angeordnet. Außerdem erstrecken sich beide Gruppen von Vertiefungen 54 kontinuierlich von einer der zweiten seitlichen Flächen 532 zu der anderen der zweiten seitlichen Flächen 532.
  • Im Folgenden wird eine Schaltungskonfiguration der Halbleitervorrichtung A10 mit Bezug auf 14 beschrieben. Wie in der Abbildung dargestellt, sind in der Halbleitervorrichtung A10 zwei Schaltkreise, nämlich eine obere Zweigschaltung 71 und eine untere Zweigschaltung 72 konfiguriert. Diese Schaltungen bilden einen DC-AC-Wandler (Wechselrichter), der Bestandteil eines DC-DC-Wandlers ist. Die obere Zweigschaltung 71 ist gebildet aus der ersten leitfähigen Platte 11 und der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21. In der oberen Zweigschaltung 71 sind die Vielzahl dem ersten Schaltelemente 21 parallel zueinander zwischen der ersten Versorgungsanschluss 31 und dem Ausgangsanschluss 33 geschaltet. Alle an den ersten Schaltelementen 21 vorgesehenen Gate-Elektroden 213 sind parallel zum ersten Gate-Anschluss 341 geschaltet. Unter Verwendung einer Treiberschaltung, wie beispielsweise eines außerhalb der Halbleitervorrichtung A10 angeordneten Gate-Treibers, wird die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 gleichzeitig beim Anlegen einer Gatespannung an den ersten Gate-Anschluss 341 angesteuert.
  • Darüber hinaus sind alle an den ersten Schaltelementen 21 angebrachten Hauptflächenelektroden 211 parallel zum ersten Erfassungsanschluss 351 geschaltet. Ein Source-Strom (oder Emitterstrom), der durch die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 fließt, wird über den ersten Erfassungsanschluss 351 in eine außerhalb der Halbleitervorrichtung A10 angeordnete Steuerschaltung eingegeben.
  • Die Rückflächenelektroden 212 der ersten Schaltelemente 21 sind parallel zum Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 geschaltet. Ein Drainstrom (oder Kollektorstrom), der durch die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 fließt, d.h. ein Strom, der durch die erste leitfähige Platte 11 fließt, wird über den Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 in die außerhalb der Halbleitervorrichtung A10 angeordnete Steuerschaltung eingegeben.
  • Die untere Zweigschaltung 72 ist gebildet aus der zweiten leitfähigen Platte 12 und der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22. In der unteren Zweigschaltung 72 ist die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 parallel zueinander zwischen dem Ausgangsanschluss 33 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 geschaltet. Alle an den zweiten Schaltelementen 22 vorgesehenen Gate-Elektroden 223 sind parallel zum zweiten Gate-Terminal 342 geschaltet. Unter Verwendung der Treiberschaltung, wie beispielsweise eines außerhalb der Halbleitervorrichtung A10 angeordneten Gate-Treibers, wird die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 gleichzeitig beim Anlegen einer Gatespannung an das zweite Gate-Terminal 342 angesteuert.
  • Darüber hinaus sind alle an den zweiten Schaltelementen 22 vorgesehenen Hauptflächenelektroden 221 parallel zum zweiten Erfassungsanschluss 352 geschaltet. Ein Source-Strom (oder Emitterstrom), der durch die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 fließt, wird über den zweiten Erfassungsanschluss 352 in die außerhalb der Halbleitervorrichtung A10 angeordnete Steuerschaltung eingegeben.
  • Infolge der Verbindung einer Gleichstromquelle mit dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 und der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22, die angetrieben werden, wird eine Wechselspannung von dem Ausgangsanschluss 33 ausgegeben. In einem Boost-DC-DC-Wandler wird die Wechselspannung beispielsweise über einen Spannungswandler, einen Gleichrichter und eine Glättungsschaltung in der angegebenen Reihenfolge angelegt und so in eine Hochspannungs-Gleichspannung umgewandelt, die höher ist als die Spannung der Gleichstromquelle.
  • Im Folgenden wird ein Anwendungsbeispiel für die Halbleitervorrichtung A10 mit Bezug auf 15 beschrieben. Diese Abbildung ist eine schematische Darstellung eines Elektroautos B, das die Halbleitervorrichtung A10 verwendet. Das Elektroauto B ist mit einem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler (DC-DC-Wandler) 81, einem Bord-Batterielader 82, einer Speicherbatterie 83 und einem Antriebssystem 84 ausgestattet. Die Halbleitervorrichtung A10 ist Teil des Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers 81 (DC-AC-Wandler). Wird das Elektroauto B im Freien aufgestellt und mit Gleichstrom aus einer eine Gleichstromquelle bildenden Schnell-Leistungsversorgungseinrichtung 80 versorgt, wird die Gleichstromleistung vom Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 81 in Hochspannungs-gleichstrom umgewandelt. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 81 versorgt die Speicherbatterie 83 mit dem Hochspannungs-Gleichstrom. Gleichzeitig wird die Speicherbatterie 83 vom Bordladegerät 82 mit Strom versorgt. Das bordeigene Batterieladegerät 82 sammelt die Energie, die von einer normalen, im Freien angeordneten Leistungsversorgungsanlage geliefert wird. Der Bord-Batterielader 82 wandelt die Energie in Hochspannungs-Gleichstrom um und liefert die umgewandelte Energie an die Speicherbatterie 83. Die Speicherbatterie 83 kann in kurzer Zeit aufgeladen werden, da die Speicherbatterie 83 von beiden Systemen, dem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 81 und dem Bord-Batterielader 82, gleichzeitig mit Hochspannungs-Gleichstrom versorgt wird. Die in der Speicherbatterie 83 gespeicherte Leistung wird dem Antriebssystem 84 zugeführt, das aus einem Wechselrichter, einem Wechselstrommotor und einem Getriebe besteht. Das Elektroauto B wird durch das Antriebssystem 84 angetrieben.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung A10 beschrieben. Gemäß der Konfiguration der Halbleitervorrichtung A10 wirken die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente und elektrisch leitfähige Elemente in der Halbleitervorrichtung A10. Darüber hinaus sind die Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 und die Dicke t2 der zweiten leitfähigen Platte 12 größer als die Dicke t0 der isolierenden Schicht 10, auf der diese Platten montiert sind. Dementsprechend sind in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y, die senkrecht zur Dickenrichtung z stehen, die Querschnittsflächen der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 größer als die Querschnittsfläche einer leitfähigen Schicht, die beispielsweise aus einer Metallfolie besteht. Dementsprechend sind in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y die Wärmewiderstände pro Längeneinheit der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 niedriger als der Wärmewiderstand pro Längeneinheit einer aus einer Metallfolie bestehenden leitfähigen Schicht. Mit anderen Worten, in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y wird Wärme eher über einen weiten Bereich durch die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 übertragen als durch eine leitfähige Schicht aus einer Metallfolie. Daher ist es mit der Halbleitervorrichtung A10 möglich, die Wärmeabfuhr zu verbessern.
  • Mit der Verbesserung der Wärmeabfuhr der Halbleitervorrichtung A10 ist es möglich, den elektrischen Widerstand der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 zu reduzieren. Daher ist es mit der Halbleitervorrichtung A10 möglich, Leistungsverluste zu unterdrücken.
  • Es ist vorzuziehen, dass die Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 und die Dicke t2 der zweiten leitfähigen Platte 12 1,5 bis 10 mm betragen, um den Wärmewiderstand pro Längeneinheit in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y zu reduzieren. Alternativ ist es vorzuziehen, dass die Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 und die Dicke t2 der zweiten leitfähigen Platte 12 drei- bis eintausendfach so groß sind wie die Dicke t0 der isolierenden Schicht 10, um den Wärmewiderstand pro Längeneinheit in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y zu reduzieren.
  • Die Halbleitervorrichtung A10 ist mit dem elektrisch isolierenden Material 15 versehen und wird zwischen der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 in der ersten Richtung x angeordnet. Dementsprechend wird Wärme auf das isolierende Material 15 übertragen, ein großer Wärmeübertragungspfad wird gesichert, und so ist es möglich, eine Abweichung zwischen der thermischen Verteilung der ersten leitfähigen Platte 11 und der thermischen Verteilung der zweiten leitfähigen Platte 12 zu reduzieren. In Anbetracht der Schaltungskonfiguration der Halbleitervorrichtung A10 weist die erste leitfähige Platte 11, die die obere Zweigschaltung 71 bildet, eine höhere Temperatur auf als die zweite leitfähige Platte 12, die die untere Zweigschaltung 72 bildet. Dementsprechend ist es durch das Bereitstellen des isolierenden Materials 15 möglich, die Wärme der ersten leitfähigen Platte 11 auf die zweite leitfähige Platte 12 zu übertragen.
  • Der erste bandförmige Abschnitt 321 und die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 überlappen sich mit der ersten leitfähigen Platte 11, wie in einer Draufsicht dargestellt. Darüber hinaus sind die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 über die zweiten leitfähigen Drähte 421, die sich in die erste Richtung x erstrecken, mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 elektrisch verbunden. Somit ist es möglich, eine Größenzunahme der Halbleitervorrichtung A10 in Draufsicht zu unterdrücken.
  • Die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet bzw. aufgereiht, und jedes der zweiten Schaltelemente 22 steht dem entsprechenden einzelnen zweiten bandförmigen Abschnitt 322 in der ersten Richtung x gegenüber. Dementsprechend ist es möglich, die elektrischen Verbindungswege von der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 zum zweiten Versorgungsanschluss 32 zu verkürzen, während eine Größenzunahme der Halbleitervorrichtung A10 in der zweiten Richtung y unterdrückt wird. In diesem Fall sind die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 in der zweiten Richtung y ausgerichtet bzw. aufgereiht, und ein Teil jedes der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 befindet sich zwischen zwei benachbarten ersten Schaltelementen 21. Dementsprechend ist es möglich, eine Größenzunahme der Halbleitervorrichtung A10 in der zweiten Richtung y weiter zu unterdrücken.
  • Die Halbleitervorrichtung A10 ist mit den zweiten leitfähigen Drähten 421 versehen, die mit den zweiten bandförmigen Abschnitten 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbunden sind und sich in die erste Richtung x erstrecken. Entsprechend erstrecken sich die Leiterbahnen von der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 zum zweiten Versorgungsanschluss 32 in die erste Richtung x. Außerdem ist die Halbleitervorrichtung A10 mit den ersten leitfähigen Drähten 411 versehen, die mit den ersten Schaltelementen 21 und der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden sind und sich in der ersten Richtung x erstrecken. Dementsprechend erstrecken sich die Leiterbahnen von der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 zur zweiten leitfähigen Platte 12 in der ersten Richtung x. Dementsprechend sind die in der ersten Richtung x verlaufenden Leiterbahnen in der Halbleitervorrichtung A10 konfiguriert, so dass es möglich ist, die Spannungsfestigkeit („dielectric strength voltage“) der Halbleitervorrichtung A10 zu verbessern.
  • Die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 sind über die Isolatoren 324, die elektrische Isoliereigenschaften aufweisen, mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet. Damit kann der zweite Versorgungsanschluss 32 auf der ersten leitfähigen Platte 11 abgestützt werden. Darüber hinaus werden, wenn die zweiten leitfähigen Drähte 421 mit den zweiten bandförmigen Abschnitten 322 mittels Drahtbonden gebondet werden, die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 einer von der ersten leitfähigen Platte 11 ausgeübten Reaktionskraft ausgesetzt, so dass die Fügefestigkeit zwischen den zweiten leitfähigen Drähten 421 und den zweiten bandförmigen Abschnitten 322 ausreichend gewährleistet werden kann.
  • Das erste Substrat 13, das elektrische Isolationseigenschaften aufweist, ist mit der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden. Das erste Substrat 13 ist mit der ersten Gate-Schicht 131 versehen, die sowohl mit den Gate-Elektroden 213 der ersten Schaltelemente 21 als auch mit dem ersten Gate-Anschluss 341 elektrisch verbunden ist. Darüber hinaus ist der erste Gate-Anschluss 341, der mit der ersten Gate-Schicht 131 elektrisch verbunden ist, von der ersten leitfähigen Platte 11 beabstandet. Dementsprechend kann in der Halbleitervorrichtung A10 einer Leiterbahn zum Antreiben der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 konfiguriert werden, wobei die erste Gate-Schicht 131 von der ersten leitfähigen Platte 11 elektrisch isoliert ist.
  • Das zweite Substrat 14, das elektrische Isolationseigenschaften aufweist, ist mit der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet. Das zweite Substrat 14 ist mit der zweiten Gate-Schicht 141 versehen, die sowohl mit den Gate-Elektroden 223 der zweiten Schaltelemente 22 als auch mit dem zweiten Gate-Terminal 342 elektrisch verbunden ist. Darüber hinaus ist das zweite Gate-Terminal 342, das elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht 141 verbunden ist, von der zweiten leitfähigen Platte 12 beabstandet. Dementsprechend kann in der Halbleitervorrichtung A10 eine Leiterbahn zum Antreiben der Vielzahl von zweiten Schaltelementen 22 konfiguriert werden, wobei die zweite Gate-Schicht 141 von der zweiten leitfähigen Platte 12 elektrisch isoliert ist.
  • Die Halbleitervorrichtung A10 beinhaltet das Dichtungsharz 50, das die erste leitfähige Platte 11, die zweite leitfähige Platte 12 und dergleichen bedeckt. Der erste Versorgungsanschluss 31 und der zweite Versorgungsanschluss 32 weisen Abschnitte auf, die sich zu einer Seite weg von der zweiten leitfähigen Platte 12 in der ersten Richtung x erstrecken und von dem Dichtungsharz 50 freigelegt sind. Darüber hinaus ist die Halbleitervorrichtung A10 mit dem Ausgangsanschluss 33 versehen, der elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet ist. Der Ausgangsanschluss 33 weist einen Abschnitt auf, der sich zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte 11 in der ersten Richtung x erstreckt und vom Dichtungsharz 50 freigelegt ist. Dementsprechend sind der erste Versorgungsanschluss 31 und der zweite Versorgungsanschluss 32 von dem Ausgangsanschluss 33 in der ersten Richtung x beabstandet, die der gleichen Richtung entspricht wie die des Leitungsweges bzw. der Leiterbahn der Halbleitervorrichtung A10. Dies kann die Spannungsfestigkeit der Halbleitervorrichtung A10 weiter verbessern.
  • Eine Halbleitervorrichtung A20 gemäß einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspekts wird mit Bezug auf die 16 bis 20 beschrieben. In diesen Abbildungen sind die gleichen Bezugszeichen für die gleichen oder ähnliche Komponenten wie in der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 angegeben, und redundante Beschreibungen davon entfallen entsprechend. Darüber hinaus ist in 16 aus diesen Abbildungen das Dichtungsharz 50 zum besseren Verständnis transparent.
  • Die Halbleitervorrichtung A20 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 dadurch, dass anstelle der ersten leitfähigen Drähte 411 erste elektrische Anschlussleiter 412 und anstelle der zweiten leitfähigen Drähte 421 zweite elektrische Anschlussleiter 422 vorgesehen sind.
  • Wie in 16 bis 18 dargestellt, sind die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 elektrisch leitfähige Elemente, die die Hauptflächenelektroden 211 der ersten Schaltelemente 21 und die zweite leitfähige Platte 12 verbinden. Die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 sind Metallplatten, die bandförmig sind und sich in die erste Richtung x erstrecken und in Dickenrichtung z zu einer Hakenform gebogen sind. Das Ausgangsmaterial der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 ist Cu oder eine Cu-Legierung. Ein Ende jedes ersten elektrischen Anschlussleiters 412 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 elektrisch mit einer Hauptflächenelektrode 211 verbunden. Das andere Ende des ersten elektrischen Anschlussleiters 412 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden. Die leitfähigen Verbindungsschichten 49 sind elektrisch leitfähig. Die leitfähigen Verbindungsschichten 49 sind bleifreies Lot, dessen Hauptbestandteil beispielsweise Sn ist.
  • Wie in den 16, 19 und 20 dargestellt, sind die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 elektrisch leitfähige Elemente, die die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und die Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbinden. Die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 sind Metallplatten, die bandförmig sind und sich in die erste Richtung x erstrecken und in Dickenrichtung z zu einer Hakenform gebogen sind. Das Ausgangsmaterial der zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten elektrischen Anschlussleiter 412. Ein Ende jedes zweiten elektrischen Anschlussleiters 422 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 mit einem zweiten bandförmigen Abschnitt 322 elektrisch verbunden. Das andere Ende des zweiten elektrischen Anschlussleiters 422 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 elektrisch mit einer Hauptflächenelektrode 221 verbunden.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung A20 beschrieben. Entsprechend der Konfiguration der Halbleitervorrichtung A20 sind die gleiche isolierende Schicht 10, die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 wie die der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 vorgesehen. Dementsprechend fungieren die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente und elektrisch leitfähige Elemente in der Halbleitervorrichtung A20. Daher ist es auch mit der Halbleitervorrichtung A20 möglich, die Wärmeabfuhr zu verbessern.
  • Die Halbleitervorrichtung A20 ist mit den ersten elektrischen Anschlussleitern 412 anstelle der ersten leitfähigen Drähte 411 und den zweiten elektrischen Anschlussleitern 422 anstelle der zweiten leitfähigen Drähte 421 versehen. Die Querschnittsflächen der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 und der zweiten elektrischen Anschlussleitungen 422 sind größer als die Querschnittsflächen der ersten leitfähigen Drähte 411 und der zweiten leitfähigen Drähte 421. Dementsprechend ist der elektrische Widerstand der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 und der zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 niedriger als der elektrische Widerstand der ersten leitfähigen Drähte 411 und der zweiten leitfähigen Drähte 421. Dementsprechend ist es möglich, die Verlustleistung der Halbleitervorrichtung A20 im Vergleich zur Halbleitervorrichtung A10 zu unterdrücken.
  • Eine Halbleitervorrichtung A30 gemäß einer dritten Ausführungsform des ersten Aspekts wird mit Bezug auf die 21 bis 23 beschrieben. In diesen Abbildungen sind die gleichen Bezugszeichen für die gleichen oder ähnliche Komponenten wie in der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 angegeben, und Beschreibungen davon entfallen. Darüber hinaus ist in 21 aus diesen Abbildungen das Dichtungsharz 50 zum besseren Verständnis transparent.
  • Die Halbleitervorrichtung A30 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 dadurch, dass die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 anstelle der ersten leitfähigen Drähte 411 vorgesehen sind und durch die Konfiguration der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 unterscheiden. Es ist zu beachten, dass die Konfiguration der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 die gleiche ist wie die der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A20, so dass eine Beschreibung derselben entfällt.
  • Wie in 21 dargestellt, erstrecken sich die vorderen Enden der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 zu Positionen, an denen sie sich mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 in einer Draufsicht überlappen. Wie in den 22 und 23 dargestellt, wird das vordere Ende des zweiten bandförmigen Abschnitts 322 in Dickenrichtung z in eine Hakenform gebogen. Das vordere Ende jedes zweiten bandförmigen Abschnitts 322 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 elektrisch mit einer Hauptflächenelektrode 211 gebondet. Dementsprechend sind die Hauptflächenelektroden 221 mit dem zweiten Versorgungsanschluss 32 elektrisch verbunden, ohne einen der zweiten leitfähigen Drähte 421 und der zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 zu verwenden. Anzumerken ist, dass in der Halbleitervorrichtung A30, da die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 nicht mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet sind, keine Notwendigkeit besteht, die Isolatoren 324 bereitzustellen.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung A30 beschrieben. Entsprechend der Konfiguration der Halbleitervorrichtung A30 sind die gleiche isolierende Schicht 10, die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 wie die der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 vorgesehen. Dementsprechend fungieren die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente und elektrisch leitfähige Elemente in der Halbleitervorrichtung A30. Daher ist es auch mit der Halbleitervorrichtung A30 möglich, die Wärmeabfuhr zu verbessern.
  • Die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 sind mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbunden. Dementsprechend ist es in der Halbleitervorrichtung A30 nicht erforderlich, die zweiten leitfähigen Drähte 421, die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 und die Isolatoren 324 bereitzustellen. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der Komponenten, die zur Herstellung der Halbleitervorrichtung A30 benötigt werden, zu reduzieren.
  • Eine Halbleitervorrichtung A40 gemäß einer vierten Ausführungsform des ersten Aspekts wird mit Bezug auf die 24 bis 29 beschrieben. In diesen Abbildungen werden dieselben Bezugszeichen für dieselben oder ähnliche Komponenten wie in der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 angegeben, und redundante Beschreibungen davon entfallen. Darüber hinaus ist in 24 aus diesen Abbildungen das Dichtungsharz 50 zum besseren Verständnis transparent.
  • Die Halbleitervorrichtung A40 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 dadurch, dass sie mit einer Metallschicht 16 und einem Wärmestrahler („heat radiator“) 60 versehen ist. Wie in 29 dargestellt, ist die Metallschicht 16 eine leitfähige Schicht, die mit der rückseitigen Fläche 102 der isolierenden Schicht 10 verbunden ist. Das Ausgangsmaterial der Metallschicht 16 ist Cu. Die Metallschicht 16 hat eine Dicke t3 von 0,25 bis 0,8 mm. Dementsprechend ist die Dicke t3 der Metallschicht 16 kleiner als die Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 und die Dicke t2 der zweiten leitfähigen Platte 12. Die Metallschicht 16 ist von der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 durch die isolierende Schicht 10 elektrisch isoliert.
  • Wie in den 24 bis 29 dargestellt, ist der Wärmestrahler 60 mit der Metallschicht 16 verbunden. In der Halbleitervorrichtung A40 ist der Wärmestrahler 60 plattenförmig, aber die Form des Wärmestrahlers 60 ist nicht begrenzt. Der Wärmestrahler 60 ist der Außenseite der Halbleitervorrichtung A40 ausgesetzt.
  • Wie in 24 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A40 mit den ersten leitfähigen Drähten 411 und den zweiten leitfähigen Drähten 421 versehen, wie in der Halbleitervorrichtung A10. Die Halbleitervorrichtung A40 kann auch eine Konfiguration aufweisen, bei der die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 und die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 anstelle der ersten leitfähigen Drähte 411 und der zweiten leitfähigen Drähte 421 vorgesehen sind, wie in der Halbleitervorrichtung A20. Darüber hinaus kann die Halbleitervorrichtung A40 auch eine Konfiguration aufweisen, bei der die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 vorgesehen sind und die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbunden sind, wie bei der Halbleitervorrichtung A30.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung A40 beschrieben. Entsprechend der Konfiguration der Halbleitervorrichtung A40 sind die gleiche isolierende Schicht 10, die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 wie die der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 vorgesehen. Dementsprechend fungieren die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente und elektrisch leitfähige Elemente in der Halbleitervorrichtung A40. Daher ist es auch mit der Halbleitervorrichtung A40 möglich, die Wärmeabfuhr zu verbessern.
  • Die Halbleitervorrichtung A40 ist mit dem Wärmestrahler 60 ausgestattet. Dementsprechend ist es möglich, die Wärmeabfuhr der Halbleitervorrichtung A40 weiter zu verbessern. Darüber hinaus ist es durch die Bereitstellung der Metallschicht 16 möglich, den Wärmestrahler 60 problemlos mit der Metallschicht 16 zu verbinden, z.B. mit einem Lot oder dergleichen.
  • Eine Halbleitervorrichtung A50 gemäß einer fünften Ausführungsform des ersten Aspekts wird mit Bezug auf die 30 bis 32 beschrieben. In diesen Abbildungen werden dieselben Bezugszeichen für dieselben oder ähnliche Komponenten wie in der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 angegeben, und redundante Beschreibungen davon entfallen. Darüber hinaus ist in 30 aus diesen Abbildungen das Dichtungsharz 50 zum besseren Verständnis transparent.
  • Die Halbleitervorrichtung A50 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 dadurch, dass sie mit der Metallschicht 16 und dem Wärmestrahler 60 versehen ist und durch die Konfiguration der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12. Es ist zu beachten, dass die Konfigurationen der Metallschicht 16 und des Wärmestrahlers 60 mit denen der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A40 identisch sind und somit eine Beschreibung weggelassen wird.
  • Wie in den 31A bis 32 dargestellt, weist die erste leitfähige Platte 11 eine erste Schicht 111 und eine zweite Schicht 112 auf. Die erste Schicht 111 ist mit der Hauptfläche 101 der isolierenden Schicht 10 verbunden. Die zweite Schicht 112 befindet sich auf einer Seite der ersten Schicht 111, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt, und ist mit der ersten Schicht 111 mittels einer leitfähigen Verbindungsschicht 49 gebondet. Das Ausgangsmaterial sowohl der ersten Schicht 111 als auch der zweiten Schicht 112 ist Cu. Die erste Schicht 111 hat eine Dicke von 0,25 bis 0,8 mm. Die zweite Schicht 112 weist eine Dicke auf, die gleich oder größer als 2,0 mm ist, und ist größer als die Dicke der ersten Schicht 111. Die Halbleitervorrichtung A50 ist so konfiguriert, dass die Dicke t1 der ersten leitfähigen Platte 11 durch Addieren der Dicke der leitfähigen Verbindungsschicht 49 zu den Dicken der ersten Schicht 111 und der zweiten Schicht 112 erhalten wird.
  • Wie in den 31A bis 32 dargestellt, weist die zweite leitfähige Platte 12 eine erste Schicht 121 und eine zweite Schicht 122 auf. Die erste Schicht 121 ist mit der Hauptfläche 101 der isolierenden Schicht 10 verbunden. Die zweite Schicht 122 befindet sich auf einer Seite der ersten Schicht 121, die der isolierenden Schicht 10 in Dickenrichtung z gegenüberliegt, und ist mit der ersten Schicht 121 mittels einer leitfähigen Verbindungsschicht 49 gebondet. Das Ausgangsmaterial sowohl der ersten Schicht 121 als auch der zweiten Schicht 122 ist Cu. Die erste Schicht 121 hat eine Dicke, die gleich der Dicke der ersten Schicht 111 der ersten leitfähigen Platte 11 ist. Die zweite Schicht 122 hat eine Dicke, die gleich der Dicke der zweiten Schicht 112 der ersten leitfähigen Platte 11 ist. Dementsprechend ist die Dicke der zweiten Schicht 122 größer als die Dicke der ersten Schicht 121. Die Halbleitervorrichtung A50 ist so konfiguriert, dass die Dicke t2 der zweiten leitfähigen Platte 12 durch Addieren der Dicke der leitfähigen Verbindungsschicht 49 zu den Dicken der ersten Schicht 121 und der zweiten Schicht 122 erhalten wird.
  • Wie in 30 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung A50 mit den ersten leitfähigen Drähten 411 und den zweiten leitfähigen Drähten 421, wie in der Halbleitervorrichtung A10, versehen. Die Halbleitervorrichtung A50 kann auch eine Konfiguration aufweisen, bei der die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 und die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 anstelle der ersten leitfähigen Drähte 411 und der zweiten leitfähigen Drähte 421 vorgesehen sind, wie in der Halbleitervorrichtung A20. Darüber hinaus kann die Halbleitervorrichtung A50 auch eine Konfiguration aufweisen, bei der die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 vorgesehen sind und die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbunden sind, wie bei der Halbleitervorrichtung A30.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung A50 beschrieben. Entsprechend der Konfiguration der Halbleitervorrichtung A50 sind die gleiche isolierende Schicht 10, die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 wie die der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung A10 vorgesehen. Dementsprechend fungieren die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente und elektrisch leitfähige Elemente in der Halbleitervorrichtung A50. Daher ist es auch mit der Halbleitervorrichtung A50 möglich, die Wärmeabfuhr zu verbessern.
  • Die erste leitfähige Platte 11 weist die erste Schicht 111 und die zweite Schicht 112 auf, und die Dicke der zweiten Schicht 112 ist größer als die Dicke der ersten Schicht 111. Darüber hinaus weist die zweite leitfähige Platte 12 die erste Schicht 121 und die zweite Schicht 122 auf, und die Dicke der zweiten Schicht 122 ist größer als die Dicke der ersten Schicht 121. Das bedeutet, dass die isolierende Schicht 10, die erste leitfähige Platte 11, die zweite leitfähige Platte 12 und die Metallschicht 16 einfach konfiguriert werden können, indem eine Metallplatte mit einer Metallfolienschicht verbunden wird, die auf einer Seite eines bestehenden gemusterten DBC-Substrats (Direct Bonding Copper: registered trademark) unter Verwendung der leitfähigen Verbindungsschichten 49 vorgesehen ist.
  • In der vorliegenden Erfindung können eine Vielzahl von Dioden (wie z.B. Schottky-Barrieredioden), die parallele Schaltungen bilden, die den ersten Schaltelementen 21 entsprechen, auch elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet sein. Darüber hinaus können eine Vielzahl von Dioden, die Parallelschaltungen bilden, die den zweiten Schaltelementen 22 entsprechen, auch elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet sein. Durch die Bereitstellung der Vielzahl von Dioden ist es möglich, beim Ansteuern der Vielzahl von ersten Schaltelementen 21 das Erzeugen eines Rückwärtsstroms, der in die ersten Schaltelemente 21 fließt, zu vermeiden, auch wenn durch das Schalten eine rückwirkende elektromotorische Kraft erzeugt wird. Ebenso ist es möglich, bei Ansteuerung der Vielzahl von zweiten Schaltelementen 22 das Erzeugen eines Rückwärtsstroms, der in die zweiten Schaltelemente 22 fließt, zu vermeiden.
  • Die oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen des ersten Aspekts können beispielsweise als die folgenden Klauseln definiert werden.
    • Klausel 1. Halbleitervorrichtung, umfassend:
      • eine isolierende Schicht, die eine Hauptfläche aufweist, die in einer Dickenrichtung ausgerichtet ist;
      • eine erste leitfähige Platte und eine zweite leitfähige Platte, die mit der Hauptfläche gebondet sind und in einer ersten Richtung, die senkrecht zur Dickenrichtung verläuft, voneinander beabstandet sind;
      • eine Vielzahl von ersten Schaltelementen, die elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte verbunden sind und elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte verbunden sind;
      • eine Vielzahl von zweiten Schaltelementen, die elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte verbunden sind;
      • einen ersten Versorgungsanschluss, der elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte verbunden ist; und
      • einen zweiten Versorgungsanschluss, der sowohl von der ersten leitfähigen Platte als auch von dem ersten Versorgungsanschluss in Dickenrichtung beabstandet ist und elektrisch mit der Vielzahl der zweiten Schaltelemente verbunden ist,
      • wobei die erste leitfähige Platte und die zweite leitfähige Platte eine Dicke aufweisen, die größer ist als eine Dicke der isolierenden Schicht.
    • Klausel 2. Halbleitervorrichtung nach Klausel 1, wobei die Dicke der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte 1,5 bis 10 mm beträgt.
    • Klausel 3. Halbleitervorrichtung nach Klausel 1, wobei die Dicke der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte drei- bis einhundertmal so groß ist wie die Dicke der isolierenden Schicht.
    • Klausel 4. Halbleitervorrichtung nach Klausel 2 oder 3, wobei die erste leitfähige Platte und die zweite leitfähige Platte aus einem Material hergestellt sind, das Cu enthält.
    • Klausel 5. Halbleitervorrichtung gemäß einer der Klauseln 2 bis 4, ferner umfassend ein isolierendes Material, das zwischen der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte in der ersten Richtung angeordnet ist.
    • Klausel 6. Halbleitervorrichtung gemäß einer der Klauseln 2 bis 5, wobei jedes der Vielzahl von zweiten Schaltelementen eine Elementhauptfläche aufweist, auf der eine Hauptflächenelektrode vorgesehen ist, wobei der zweite Versorgungsanschluss einen ersten bandförmigen Abschnitt beinhaltet, der sich in einer zweiten Richtung erstreckt, die sowohl senkrecht zur Dickenrichtung als auch zur ersten Richtung verläuft, und eine Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten, die sich vom ersten bandförmigen Abschnitt in Richtung der zweiten leitfähigen Platte erstrecken und in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, und wobei die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte elektrisch mit den Hauptflächenelektroden der Vielzahl der zweiten Schaltelemente verbunden sind.
    • Klausel 7. Halbleitervorrichtung gemäß Klausel 6, ferner umfassend eine Vielzahl von leitfähigen Drähten, die mit der Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten und den Hauptflächenelektroden der Vielzahl von zweiten Schaltelementen verbunden sind, wobei sich die Vielzahl der leitfähigen Drähte in der ersten Richtung erstreckt.
    • Klausel 8. Halbleitervorrichtung gemäß Klausel 6, ferner umfassend eine Vielzahl von elektrischen Anschlussleitern, die mit der Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten und den Hauptflächenelektroden der Vielzahl von zweiten Schaltelementen verbunden sind, wobei sich die Vielzahl der elektrischen Anschlussleiter in der ersten Richtung erstreckt.
    • Klausel 9. Halbleitervorrichtung nach Klausel 7 oder 8, wobei jeder der Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten über einen Isolator mit der ersten leitfähigen Platte verbunden ist.
    • Klausel 10. Halbleitervorrichtung gemäß Klausel 6, wobei die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte mit den Hauptflächenelektroden der Vielzahl der zweiten Schaltelemente verbunden ist.
    • Klausel 11. Halbleitervorrichtung gemäß Klausel 10, wobei die Vielzahl der zweiten Schaltelemente in der zweiten Richtung voneinander beabstandet ist, und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente jeweils der Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte in der ersten Richtung gegenüberliegen.
    • Klausel 12. Halbleitervorrichtung gemäß Klausel 11, ferner umfassend: ein Substrat; eine Gate-Schicht; und ein Gate-Terminal, wobei sich das Substrat in die zweite Richtung erstreckt, eine elektrische Isoliereigenschaft aufweist und mit der zweiten leitfähigen Platte gebondet ist, wobei die Gate-Schicht sich in die zweite Richtung erstreckt, elektrisch leitfähig ist und auf dem Substrat angeordnet ist, wobei das Gate-Terminal von der zweiten leitfähigen Platte beabstandet ist und elektrisch mit der Gate-Schicht verbunden ist, und die Elementhauptfläche jedes der Vielzahl von zweiten Schaltelementen mit einer Gate-Elektrode versehen ist, die von der Hauptflächenelektrode beabstandet ist und elektrisch mit der Gate-Schicht verbunden ist.
    • Klausel 13. Halbleitervorrichtung gemäß einer der Klauseln 2 bis 12, ferner umfassend eine Metallschicht, die mit der isolierenden Schicht verbunden ist, wobei die isolierende Schicht eine rückseitige Fläche aufweist, die zu einer der Hauptfläche gegenüberliegenden Seite ausgerichtet ist, und die Metallschicht mit der rückseitigen Fläche der isolierenden Schicht verbunden ist, und wobei die Metallschicht eine Dicke aufweist, die kleiner ist als die Dicke der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte.
    • Klausel 14. Halbleitervorrichtung nach Klausel 13, wobei jede der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte eine erste Schicht beinhaltet, die mit der Hauptfläche der isolierenden Schicht verbunden ist, und eine zweite Schicht beinhaltet, die sich auf einer Seite der ersten Schicht befindet, die der isolierenden Schicht in der Dickenrichtung gegenüberliegt, und wobei die zweite Schicht eine Dicke aufweist, die größer als eine Dicke der ersten Schicht ist.
    • Klausel 15. Halbleitervorrichtung gemäß Klausel 13 oder 14, ferner umfassend einen Wärmestrahler, der mit der Metallschicht verbunden ist.
    • Klausel 16. Halbleitervorrichtung gemäß einer der Klauseln 2 bis 15, ferner umfassend ein Dichtungsharz, das die erste leitfähige Platte, die zweite leitfähige Platte, die Vielzahl der ersten Schaltelemente und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente bedeckt, wobei der erste Versorgungsanschluss und der zweite Versorgungsanschluss jeweils einen Abschnitt aufweisen, der sich zu einer Seite weg von der zweiten leitfähigen Platte in der ersten Richtung erstreckt und von dem Dichtungsharz freigelegt ist.
    • Klausel 17. Halbleitervorrichtung gemäß Klausel 16, ferner umfassend einen Ausgangsanschluss, der elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte verbunden ist, wobei der Ausgangsanschluss einen Abschnitt aufweist, der sich zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte in der ersten Richtung erstreckt und von dem Dichtungsharz freigelegt ist.
  • Im Folgenden werden Halbleitervorrichtungen B10 bis B30 gemäß einem zweiten Aspekt mit Bezug auf die 33 bis 50 beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung dieselben Bezugszeichen für dieselben oder ähnliche Komponenten wie in den vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtungen A10 bis A50 angegeben sind und die Beschreibungen dieser Komponenten gegebenenfalls weggelassen oder vereinfacht werden.
  • Die Halbleitervorrichtung B10 gemäß einer ersten Ausführungsform des zweiten Aspekts wird mit Bezug auf die 33 bis 42 beschrieben. Die Halbleitervorrichtung B10 ist mit der ersten leitfähigen Platte 11, der zweiten leitfähigen Platte 12, der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21, der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22, dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 versehen. Darüber hinaus ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem Anschlussisolierelement 39, den ersten leitfähigen Drähten 411, den zweiten leitfähigen Drähten 421, einer isolierenden Schicht 10' und dem Dichtungsharz 50 versehen. In 34 aus diesen Figuren ist das Dichtungsharz 50 zum besseren Verständnis transparent. In 35 entfällt zum besseren Verständnis der zweite Versorgungsanschluss 32 und das Anschlussisolierelement 39 ist transparent. Das in den 34 und 35 transparente Dichtungsharz 50 und das in 35 transparente Anschlussisolierelement 39 werden durch virtuelle Linien (gestrichelte Linien) gekennzeichnet. Anzumerken ist, dass die perspektivische Ansicht und die Draufsicht der Halbleitervorrichtung B10 identisch sind mit 1 und 2.
  • Wie in den 34 bis 38 dargestellt, ist die erste leitfähige Platte 11 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt und plattenförmig ist und auf dem die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 montiert ist. Das Ausgangsmaterial der ersten leitfähigen Platte 11 ist Cu (Kupfer) oder eine Cu-Legierung. Die erste leitfähige Platte 11 hat eine Dicke von 1,5 bis 10 mm. Die erste leitfähige Platte 11 weist eine erste Hauptfläche 11a und eine erste rückseitige Fläche 11b auf.
  • Wie in den 34 bis 38 (mit Ausnahme von 37) dargestellt, ist das erste Substrat 13, das elektrische Isoliereigenschaften aufweist, mit der ersten Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet. Das erste Substrat 13 befindet sich zwischen der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und dem ersten Versorgungsanschluss 31 in der ersten Richtung x und erstreckt sich in der zweiten Richtung y. Das erste Substrat 13 ist ein keramisches Substrat, dessen Ausgangsmaterial beispielsweise Al2O3 (Aluminiumoxid) oder dergleichen ist, oder eine Leiterplatte. Das erste Substrat 13 ist mit der ersten Hauptfläche 11a mit einem Klebstoff gebondet (nicht dargestellt). Die erste Gate-Schicht 131 und die erste Erfassungsschicht 132 sind auf dem ersten Substrat 13 angeordnet. Die erste Gate-Schicht 131 und die erste Erfassungsschicht 132 sind elektrisch leitfähig und erstrecken sich in die zweite Richtung y. Die erste Gate-Schicht 131 und die erste Erfassungsschicht 132 sind beispielsweise aus einer Cu-Folie hergestellt.
  • Wie in den 34, 35, 39 und 40 dargestellt, ist die zweite leitfähige Platte 12 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt und plattenförmig ist und an dem die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 montiert ist. Das Ausgangsmaterial und die Dicke der zweiten leitfähigen Platte 12 sind identisch mit dem Ausgangsmaterial und die Dicke der ersten leitfähigen Platte 11. Die zweite leitfähige Platte 12 weist eine zweite Hauptfläche 12a und eine zweite rückseitige Fläche 12b auf. Die zweite leitfähige Platte 12 ist von der ersten leitfähigen Platte 11 in der ersten Richtung x beabstandet. Wie beispielsweise in 37 dargestellt, tritt ein Teil des Dichtungsharzes 50 in einen Raum zwischen der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 ein und füllt den Raum aus.
  • Wie in 34, 35 und 39 dargestellt, ist das zweite Substrat 14, das elektrische Isoliereigenschaften aufweist, mit der zweiten Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet. Das zweite Substrat 14 befindet sich zwischen der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 und dem Ausgangsanschluss 33 in der ersten Richtung x und erstreckt sich in der zweiten Richtung y. Das Ausgangsmaterial des zweiten Substrats 14 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Substrats 13. Das zweite Substrat 14 ist mit der zweiten Hauptfläche 12a mit einem Klebstoff (nicht dargestellt) gebondet. Die zweite Gate-Schicht 141 und die zweite Erfassungsschicht 142 sind auf dem zweiten Substrat 14 angeordnet. Die zweite Gate-Schicht 141 und die zweite Erfassungsschicht 142 sind elektrisch leitfähig und erstrecken sich in die zweite Richtung y. Die zweite Gate-Schicht 141 und die zweite Erfassungsschicht 142 sind beispielsweise aus einer Cu-Folie hergestellt.
  • Wie in 34 bis 37 dargestellt, ist die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 elektrisch mit der ersten Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet und ist elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden. Jedes erste Schaltelement 21 ist über die ersten leitfähigen Drähte 411 mit der zweiten leitfähigen Platte 12 elektrisch verbunden. Jedes der ersten Schaltelemente 21 weist eine Hauptfläche 21A und eine rückseitige Fläche 21B auf.
  • Wie in 34, 35, 39 und 40 dargestellt, sind die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 Halbleiterelemente, die elektrisch mit (der zweiten Hauptfläche 12a) der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet sind. Jedes zweite Schaltelement 22 ist über die zweiten leitfähigen Drähte 421 mit dem zweiten Versorgungsanschluss 32 elektrisch verbunden. Die zweiten Schaltelemente 22 sind die gleichen Elemente wie die ersten Schaltelemente 21. Die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet bzw. aufgereiht. Die zweiten Schaltelemente 22 haben jeweils die Hauptfläche 22A und die rückwärtige Fläche 22B.
  • Wie in 40 dargestellt, ist die Hauptfläche 22A in die gleiche Richtung ausgerichtet wie die der zweiten Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12. Die Hauptfläche 22A ist mit der Hauptflächenelektrode 221 und der Gate-Elektrode 223 versehen. Darüber hinaus ist die rückseitige Fläche 22B zu einer der Hauptfläche 22A gegenüberliegenden Seite ausgerichtet und der zweiten Hauptfläche 12a zugewandt. Die rückseitige Fläche 22B ist mit der Rückflächenelektrode 222 versehen.
  • An die Gate-Elektrode 223 wird eine Gatespannung zum Antreiben des zweiten Schaltelements 22 angelegt. Wie in 42 dargestellt, befindet sich die Gate-Elektrode 223 zwischen zwei Bereichen der Hauptflächenelektrode 221, die in der ersten Richtung x voneinander beabstandet sind. Die Gate-Elektrode 223 hat eine kleinere Größe als jeder Bereich der Hauptflächenelektrode 221.
  • Wie in 37 dargestellt, ist die Elementverbindungsschicht 29 zwischen der rückseitigen Fläche 21B des ersten Schaltelements 21 und der ersten Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11 angeordnet. Darüber hinaus ist, wie in 40 dargestellt, die Elementverbindungsschicht 29 zwischen der rückseitigen Fläche 22B des zweiten Schaltelements 22 und der zweiten Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 angeordnet. Die Elementverbindungsschichten 29 sind elektrisch leitfähig. Die Elementverbindungsschichten 29 sind bleifreie Lote, deren Hauptbestandteil beispielsweise Sn (Zinn) ist. Die ersten Schaltelemente 21 sind mit der ersten Hauptfläche 11a durch Die-Bonden unter Verwendung der Elementverbindungsschichten 29 elektrisch gebondet. Ebenso werden die zweiten Schaltelemente 22 mit der zweiten Hauptfläche 12a durch Die-Bonding unter Verwendung der Elementverbindungsschichten 29 gebondet.
  • Wie in 33 und 35 dargestellt, ist der erste Versorgungsanschluss 31 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt ist, plattenförmig ist und elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden ist. Der erste Versorgungsanschluss 31 dient als positive Elektrode (P-Anschluss) der Halbleitervorrichtung B10. Das Ausgangsmaterial des ersten Versorgungsanschlusses 31 ist z.B. Cu. Die Oberfläche des ersten Versorgungsanschlusses 31 kann auch mit Ni (Nickel) beschichtet werden. Der erste Versorgungsanschluss 31 hat eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm. Der erste Versorgungsanschluss 31 weist die kammzahnförmigen Abschnitte 311 und den externen Verbindungsabschnitt 312 auf. Die kammzahnförmigen Abschnitte 311 liegen angrenzend an das erste Substrat 13 in der ersten Richtung x und überlappen mit der ersten leitfähigen Platte 11, wenn in einer Draufsicht betrachtet. Die kammzahnförmigen Abschnitte 311 sind elektrisch mit der ersten Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet. Das Verfahren zum Verbinden der kammzahnförmigen Abschnitte 311 mit der ersten Hauptfläche 11a kann eine Lötverbindung oder eine Ultraschallverbindung sein. Der externe Verbindungsabschnitt 312 ist bandförmig und erstreckt sich von den kammzahnförmigen Abschnitten 311 zu einer Seite weg von der zweiten leitfähigen Platte 12 in der ersten Richtung x. Der externe Verbindungsabschnitt 312 ist teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 ausgesetzt.
  • Wie in 34 dargestellt, ist der zweite Versorgungsanschluss 32 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt ist, plattenförmig ist und einen Bereich aufweist, der sich in einer Draufsicht mit dem ersten Versorgungsanschluss 31 überlappt. Der zweite Versorgungsanschluss 32 ist von der ersten leitfähigen Platte 11, der zweiten leitfähigen Platte 12 und auch von dem ersten Versorgungsanschluss 31 in Dickenrichtung z beabstandet. Dementsprechend ist der zweite Versorgungsanschluss 32 von der ersten leitfähigen Platte 11, der zweiten leitfähigen Platte 12 und auch von dem ersten Versorgungsanschluss 31 elektrisch isoliert. Der zweite Versorgungsanschluss 32 ist elektrisch mit der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 verbunden. Der zweite Versorgungsanschluss 32 dient als negative Elektrode (N-Anschluss) der Halbleitervorrichtung B10. Das Ausgangsmaterial und die Dicke des zweiten Versorgungsanschlusses 32 sind identisch mit dem Ausgangsmaterial und der Dicke des ersten Versorgungsanschlusses 31. Die Oberfläche des zweiten Versorgungsanschlusses 32 kann auch mit Ni beschichtet werden. Der zweite Versorgungsanschluss 32 weist den ersten bandförmigen Abschnitt 321, die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 und den externen Verbindungsabschnitt 323 auf.
  • Wie in 38 bis 40 dargestellt, ist der Isolator 324 zwischen dem vorderen Ende des zweiten bandförmigen Abschnitts 322 (von dem zweiten Versorgungsanschluss 32) und der ersten Hauptfläche 11 a der ersten leitfähigen Platte 11 angeordnet. Der Isolator 324 ist ein elektrisch isolierender Klebstoff. Das Ausgangsmaterial des Isolators 324 ist beispielsweise ein Epoxidharz oder Polyimid. Die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 sind über die Isolatoren 324 mit der ersten Hauptfläche 11a gebondet. Durch die Isolatoren 324 ist der zweite Versorgungsanschluss 32 mit der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet und die elektrische Isolation zwischen der ersten leitfähigen Platte 11 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 ist gewährleistet.
  • Wie in 33, 34 und 38 dargestellt, ist das Anschlussisolierelement 39 plattenförmig und wird zwischen dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 in der Dickenrichtung z angeordnet. Das Anschlussisolierelement 39 weist elektrische Isolationseigenschaften auf. Das Ausgangsmaterial des Anschlussisolierelementes 39 ist eine Keramik, wie z.B. Al2O3. Das Anschlussisolierelement 39 hat eine Dicke von 0,1 bis 1,0 mm. In der Halbleitervorrichtung B10 ist das Anschlussisolierelement 39 sowohl mit dem ersten Versorgungsanschluss 31 als auch mit dem zweiten Versorgungsanschluss 32 in Kontakt.
  • Wie in 34 dargestellt, befindet sich ein Teil jedes zweiten bandförmigen Abschnitts 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 zwischen zwei benachbarten ersten Schaltelementen 21. Entsprechend erstreckt sich in der Halbleitervorrichtung B10 ein zweiter bandförmiger Abschnitt 322 zwischen zwei benachbarten ersten Schaltelementen 21 in Richtung der zweiten leitfähigen Platte 12. Darüber hinaus weist jedes der zweiten Schaltelemente 22 auf den entsprechenden einzelnen zweiten bandförmigen Abschnitt 322 in der ersten Richtung x.
  • Wie in den 33 bis 35 dargestellt, ist der Ausgangsanschluss 33 ein elektrisch leitfähiges Element, das aus Metall hergestellt ist, plattenförmig ist und mit der zweiten leitfähigen Platte 12 elektrisch gebondet ist. Die elektrische Leistungszufuhr zur Halbleitervorrichtung B10 von dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 wird durch die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 umgewandelt, und die umgewandelte Leistung wird an dem Ausgangsanschluss 33 ausgegeben. Das Ausgangsmaterial und die Dicke des Ausgangsanschlusses 33 sind identisch mit dem Ausgangsmaterial und der Dicke des ersten Versorgungsanschlusses 31. Die Oberfläche des Ausgangsanschlusses 33 kann auch mit Ni beschichtet werden. Der Ausgangsanschluss 33 weist die kammzahnförmigen Abschnitte 331 und den externen Verbindungsabschnitt 332 auf. Die kammzahnförmigen Abschnitte 331 liegen angrenzend an das zweite Substrat 14 in der ersten Richtung x und überlappen mit der zweiten leitfähigen Platte 12, wie in einer Draufsicht betrachtet. Die kammzahnförmigen Abschnitte 331 sind elektrisch mit der zweiten Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet. Das Verfahren zum Verbinden der kammzahnförmigen Abschnitte 331 mit der zweiten Hauptfläche 12a kann eine Lötverbindung oder eine Ultraschallverbindung sein. Der externe Verbindungsabschnitt 332 ist bandförmig und erstreckt sich von den kammzahnförmigen Abschnitten 331 zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte 11 in der ersten Richtung x. Daher erstreckt sich der externe Verbindungsabschnitt 332 zu der Seite, die der Seite gegenüberliegt, zu der sich der externe Verbindungsabschnitt 312 des ersten Versorgungsanschlusses 31 und der externe Verbindungsabschnitt 323 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 erstrecken. Der externe Verbindungsabschnitt 332 ist teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 ausgesetzt.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem ersten Gate-Anschluss 341 versehen. Der erste Gate-Anschluss 341 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y der ersten Gate-Schicht 131 gegenüberliegend angeordnet, während er sich zu einer Seite weg von der ersten Gate-Schicht 131 erstreckt. Wie in den 2 und 33 dargestellt, ist der erste Gate-Anschluss 341 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 ausgesetzt. Das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341 ist beispielsweise Cu. Die Oberfläche des ersten Gate-Anschlusses 341 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 35 dargestellt, ist der erste Anschlussdraht 451 vorgesehen. Der erste Anschlussdraht 451 ist elektrisch leitfähig und verbindet den ersten Gate-Anschluss 341 mit der ersten Gate-Schicht 131. Das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451 ist beispielsweise Al (Aluminium). Der erste Gate-Anschluss 341 ist über den ersten Anschlussdraht 451 mit der ersten Gate-Schicht 131 elektrisch verbunden.
  • Wie in den 35 und 41 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit den ersten Gate-Drähten 431 versehen. Die ersten Gate-Drähte 431 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Gate-Elektroden 213 der ersten Schaltelemente 21 und die erste Gate-Schicht 131. Das Ausgangsmaterial der ersten Gate-Drähte 431 ist beispielsweise Al. Die Gate-Elektrode 213 ist über den ersten Gate-Draht 431 mit der ersten Gate-Schicht 131 elektrisch verbunden. Dementsprechend ist der erste Gate-Anschluss 341 elektrisch mit der Gate-Elektrode 213 verbunden. Die Halbleitervorrichtung B10 weist eine Konfiguration auf, bei der die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 beim Anlegen einer Gatespannung an den ersten Gate-Anschluss 341 angesteuert wird.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem zweiten Gate-Terminal 342 versehen. Das zweite Gate-Terminal 342 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y gegenüber der zweiten Gate-Schicht 141 angeordnet, während er sich zu einer Seite weg von der zweiten Gate-Schicht 141 erstreckt. Wie in 33 dargestellt, ist das zweite Gate-Terminal 342 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 ausgesetzt. Das Material des zweiten Gate-Terminals 342 ist das gleiche wie das Material des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des zweiten Gate-Terminals 342 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem zweiten Anschlussdraht 452 versehen. Der zweite Anschlussdraht 452 ist elektrisch leitfähig und verbindet das zweite Gate-Terminal 342 und die zweite Gate-Schicht 141. Das Ausgangsmaterial des zweiten Anschlussdrahtes 452 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Das zweite Gate-Terminal 342 ist über den zweiten Anschlussdraht 452 elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht 141 verbunden.
  • Wie in den 35 und 42 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit den zweiten Gate-Drähten 432 versehen. Die zweiten Gate-Drähte 432 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Gate-Elektroden 223 der zweiten Schaltelemente 22 und die zweite Gate-Schicht 141. Das Ausgangsmaterial der zweiten Gate-Drähte 432 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten Gate-Drähte 431. Die Gate-Elektroden 223 sind über die zweiten Gate-Drähte 432 elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht 141 verbunden. Dementsprechend ist das zweite Gate-Terminal 342 elektrisch mit den Gate-Elektroden 223 verbunden. In der Halbleitervorrichtung B10 wird die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 beim Anlegen einer Gatespannung an das zweite Gate-Terminal 342 angesteuert.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem ersten Erfassungsanschluss 351 versehen. Der erste Erfassungsanschluss 351 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y gegenüber der ersten Erfassungsschicht 132 angeordnet, während er sich zu einer Seite weg von der ersten Erfassungsschicht 132 erstreckt. Wie in den 2 und 33 dargestellt, ist der erste Erfassungsanschluss 351 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 ausgesetzt. Die erste Erfassungsanschluss 351 ist von dem ersten Gate-Anschluss 341 in der ersten Richtung x beabstandet. Das Ausgangsmaterial des ersten Erfassungsanschlusses 351 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des ersten Erfassungsanschlusses 351 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem dritten Anschlussdraht 453 versehen. Der dritte Anschlussdraht 453 ist elektrisch leitfähig und verbindet den ersten Erfassungsanschluss 351 mit der ersten Erfassungsschicht 132. Das Ausgangsmaterial des dritten Anschlussdrahtes 453 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Die erste Erfassungsanschluss 351 ist über den dritten Anschlussdraht 453 mit der ersten Erfassungsschicht 132 elektrisch verbunden.
  • Wie in den 35 und 41 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit den ersten Erfassungsdrähten 441 versehen. Die ersten Erfassungsdrähte 441 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Hauptflächenelektroden 211 der ersten Schaltelemente 21 und die erste Erfassungsschicht 132. Das Ausgangsmaterial der ersten Erfassungsdrähte 441 ist beispielsweise Al. Jeder erste Erfassungsdraht 441 ist mit einem der Bereiche der entsprechenden Hauptflächenelektrode 211 verbunden. Die Hauptflächenelektroden 211 sind über die ersten Erfassungsdrähte 441 elektrisch mit der ersten Erfassungsschicht 132 verbunden. Dementsprechend ist der erste Erfassungsanschluss 351 elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 211 verbunden. In der Halbleitervorrichtung B10 wird ein Source-Strom (oder Emitterstrom), der in die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 eingespeist wird, von dem ersten Erfassungsanschluss 351 erfasst.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem zweiten Erfassungsanschluss 352 versehen. Der zweite Erfassungsanschluss 352 ist elektrisch leitfähig und in der zweiten Richtung y gegenüber der zweiten Erfassungsschicht 142 angeordnet, während er sich zu einer Seite weg von der zweiten Erfassungsschicht 142 erstreckt. Wie in den 2 und 33 dargestellt, ist der zweite Erfassungsanschluss 352 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 ausgesetzt. Der zweite Erfassungsanschluss 352 ist in der ersten Richtung x von dem zweiten Gate-Terminal 342 beabstandet. Das Ausgangsmaterial des zweiten Erfassungsanschlusses 352 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des zweiten Erfassungsanschlusses 352 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem vierten Anschlussdraht 454 versehen. Der vierte Anschlussdraht 454 ist elektrisch leitfähig und verbindet den zweiten Erfassungsanschluss 352 mit der zweiten Erfassungsschicht 142. Das Ausgangsmaterial des vierten Anschlussdrahtes 454 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Der zweite Erfassungsanschluss 352 ist über den vierten Anschlussdraht 454 elektrisch mit der zweiten Erfassungsschicht 142 verbunden.
  • Wie in den 35 und 42 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit den zweiten Erfassungsdrähten 442 versehen. Die zweiten Erfassungsdrähte 442 sind elektrisch leitfähig und verbinden die Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 und die zweite Erfassungsschicht 142. Das Ausgangsmaterial der zweiten Erfassungsdrähte 442 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten Erfassungsdrähte 441. Jeder zweite Erfassungsdraht 442 ist mit einem der Bereiche der entsprechenden Hauptflächenelektrode 221 verbunden. Die Hauptflächenelektroden 221 sind über die zweiten Erfassungsdrähte 442 elektrisch mit der zweiten Erfassungsschicht 142 verbunden. Dementsprechend ist der zweite Erfassungsanschluss 352 elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 221 verbunden. In der Halbleitervorrichtung B10 wird ein Source-Strom (oder ein Drainstrom), der in die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 eingespeist wird, von dem zweiten Erfassungsanschluss 352 erfasst.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 versehen. Der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 ist elektrisch leitfähig und zwischen dem ersten Erfassungsanschluss 351 und dem zweiten Erfassungsanschluss 352 in der ersten Richtung x angeordnet und gegenüber der ersten leitfähigen Platte 11 in der zweiten Richtung y angeordnet. Der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 erstreckt sich zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte 11 in die zweite Richtung y. Wie in 33 dargestellt, ist der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 teilweise der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 ausgesetzt. Das Ausgangsmaterial des Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschlusses 36 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Gate-Anschlusses 341. Die Oberfläche des Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschlusses 36 ist mit Sn beschichtet.
  • Wie in 35 dargestellt, ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem fünften Anschlussdraht 455 versehen. Der fünfte Anschlussdraht 455 ist elektrisch leitfähig und verbindet den Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 und die erste Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11. Das Ausgangsmaterial des fünften Anschlussdrahtes 455 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial des ersten Anschlussdrahtes 451. Der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 ist über den fünften Anschlussdraht 455 elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden. In der Halbleitervorrichtung B10 wird ein Strom, der durch die erste leitfähige Platte 11 fließt, von dem Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 erfasst.
  • Wie in den 34 bis 37 dargestellt, sind die ersten leitfähigen Drähte 411 elektrisch leitfähige Elemente, die die Hauptflächenelektroden 211 der ersten Schaltelemente 21 und die zweite Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 verbinden. Die ersten leitfähigen Drähte 411 sind dünne Metalldrähte, die sich in die erste Richtung x erstrecken. Die ersten leitfähigen Drähte 411 sind mit den jeweiligen Bereichen der Hauptflächenelektroden 211 verbunden. In der Halbleitervorrichtung B10 ist die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 über die ersten leitfähigen Drähte 411 elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden. Das Ausgangsmaterial der ersten leitfähigen Drähte 411 ist beispielsweise Al.
  • Wie in 34 dargestellt, sind die zweiten leitfähigen Drähte 421 elektrisch leitfähige Elemente, die die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und die Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbinden. Die zweiten leitfähigen Drähte 421 sind dünne Metalldrähte, die sich in die erste Richtung x erstrecken. Die zweiten leitfähigen Drähte 421 sind mit den jeweiligen Bereichen der Hauptflächenelektroden 221 verbunden. In der Halbleitervorrichtung B10 sind die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 über die zweiten leitfähigen Drähte 421 elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 221 verbunden. Das Ausgangsmaterial der zweiten leitfähigen Drähte 421 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten leitfähigen Drähte 411.
  • Wie in den 38 und 39 dargestellt, beinhaltet die isolierende Schicht 10' zwei getrennte Bereiche (einen ersten Bereich 103 und einen zweiten Bereich 104), die mit der ersten rückseitigen Fläche 11b der ersten leitfähigen Platte 11 bzw. mit der zweiten rückseitigen Fläche 12b der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden sind. Der erste Bereich 103 und der zweite Bereich 104 sind in der ersten Richtung x voneinander beabstandet. Die isolierende Schicht 10' (d.h. der erste Bereich 103 und der zweite Bereich 104) weist elektrische Isoliereigenschaften und eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit auf. Das Ausgangsmaterial der isolierenden Schicht 10' ist beispielsweise eine Keramik wie Al2O3 oder AIN (Aluminiumnitrid), oder eine Wärmeableitfolie bzw. -lage, deren Hauptkomponente ein Kunstharz ist. Die Dicke der isolierenden Schicht 10' ist kleiner als die Dicken der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 und wird auf 0,1 bis 1,0 mm eingestellt. Aufgrund der isolierenden Schicht 10' sind die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 von der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 elektrisch isoliert. Die isolierende Schicht 10' kann entfallen. In diesem Fall ist eine Konfiguration so gewählt, dass sowohl die erste rückseitige Fläche 11b als auch die zweite rückseitige Fläche 12b mit dem Dichtungsharz 50 abgedeckt sind.
  • Wie in den 33 bis 40 dargestellt, bedeckt das Dichtungsharz 50 die erste leitfähige Platte 11, die zweite leitfähige Platte 12, die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22. Das Dichtungsharz 50 hat elektrische Isoliereigenschaften. Das Ausgangsmaterial des Dichtungsharzes 50 ist beispielsweise ein schwarzes Epoxidharz. Das Dichtungsharz 50 weist die vorderseitige Fläche 51, die rückseitige Fläche 52, das Paar von ersten Seitenflächen 531 und das Paar von zweiten seitlichen Flächen 532 auf.
  • Wie in den 36 bis 40 dargestellt, ist die vorderseitige Fläche 51 in die gleiche Richtung ausgerichtet wie die erste Hauptfläche 11 a der ersten leitfähigen Platte 11 und die zweite Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12. Die rückseitige Fläche 52 ist in die gleiche Richtung ausgerichtet wie die erste rückseitige Fläche 11b der ersten leitfähigen Platte 11 und die zweite rückseitige Fläche 12b der zweiten leitfähigen Platte 12. Die isolierende Schicht 10' (der erste Bereich 103 und der zweite Bereich 104) wird von der rückseitigen Fläche 52 freigelegt. Ein Wärmeableitungselement kann auch mit der freiliegenden Oberfläche der isolierenden Schicht 10' gebondet werden.
  • Jede der beiden ersten seitlichen Flächen 531 ist sowohl mit der vorderseitigen Fläche 51 als auch mit der rückseitigen Fläche 52 verbunden und sie sind in der ersten Richtung x voneinander beabstandet (siehe 4). Der externe Verbindungsabschnitt 312 des ersten Versorgungsanschlusses 31, der externe Verbindungsabschnitt 323 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und das Anschlussisolierelement 39 sind teilweise von einer der ersten seitlichen Flächen 531 freigelegt. Der externe Verbindungsabschnitt 332 des Ausgangsanschlusses 33 ist teilweise von der anderen der ersten seitlichen Flächen 531 freigelegt. Jede der beiden zweiten seitlichen Flächen 532 ist sowohl mit der vorderseitigen Fläche 51 als auch mit der rückseitigen Fläche 52 verbunden und sie sind in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet (siehe 5). Beide Enden, in der ersten Richtung x, jeder zweiten seitlichen Fläche 532 sind mit dem Paar der ersten seitlichen Flächen 531 verbunden. Der erste Gate-Anschluss 341, das zweite Gate-Terminal 342, der erste Erfassungsanschluss 351, der zweite Erfassungsanschluss 352 und der Vorrichtungsstrom-Erfassungsanschluss 36 sind teilweise von einer der zweiten seitlichen Flächen 532 freigelegt (siehe 33).
  • Wie in z.B. 33 dargestellt, ist das Dichtungsharz 50 auf seiner rückseitigen Fläche 52 mit einer Vielzahl von Vertiefungen 54 versehen, die sich in die zweite Richtung y erstrecken. Die Vielzahl der Vertiefungen 54 ist an beiden Enden, in der ersten Richtung x, der rückseitigen Fläche 52 angeordnet. Die Vielzahl der Vertiefungen 54 erstreckt sich jeweils von einer der zweiten seitlichen Flächen 532 zu der anderen der zweiten seitlichen Flächen 532.
  • Die Schaltungskonfiguration der Halbleitervorrichtung B10 ist identisch mit der in 14 dargestellten, und die Funktionsweise der Schaltelemente und dergleichen, die diese Schaltung bilden, ist auch die gleiche wie der in Bezug auf 14 beschriebene Inhalt. Darüber hinaus ist ein Anwendungsbeispiel für die Halbleitervorrichtung B10 das gleiche wie das, das mit Bezug auf 15 beschrieben wurde.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung B10 beschrieben. Gemäß der Konfiguration der Halbleitervorrichtung B10 wirken die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente und elektrisch leitfähige Elemente in der Halbleitervorrichtung B10. Die Dicken der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 sind größer als die Dicke einer leitfähigen Schicht, die beispielsweise aus einer Metallfolie hergestellt ist. Dementsprechend sind in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y, die senkrecht zur Dickenrichtung z stehen, die Querschnittsflächen der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 größer als die Querschnittsfläche einer leitfähigen Schicht aus einer Metallfolie. Demzufolge sind in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y die Wärmewiderstände pro Längeneinheit der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 niedriger als der Wärmewiderstand pro Längeneinheit einer leitfähigen Schicht aus einer Metallfolie. Mit anderen Worten, in der ersten Richtung x und der zweiten Richtung y wird Wärme eher über einen weiten Bereich durch die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 übertragen als durch eine leitfähige Schicht aus einer Metallfolie. Daher ist es mit der Halbleitervorrichtung B10 möglich, die Wärmeabfuhr zu verbessern.
  • Mit der Verbesserung der Wärmeabfuhr der Halbleitervorrichtung B10 ist es möglich, den elektrischen Widerstand der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 zu reduzieren. Daher ist es mit der Halbleitervorrichtung B10 möglich, Leistungsverluste zu unterdrücken.
  • Darüber hinaus weist der zweite Versorgungsanschluss 32 einen Bereich auf, der sich in einer Draufsicht mit dem ersten Versorgungsanschluss 31 überlappt. Gemäß dieser Konfiguration stört ein von dem zweiten Versorgungsanschluss 32 erzeugtes Rauschen ein von dem ersten Versorgungsanschluss 31 erzeugtes Rauschen, wodurch die Eigeninduktivität des ersten Versorgungsanschlusses 31 reduziert wird. Ebenso stört ein von dem ersten Versorgungsanschluss 31 erzeugtes Rauschen ein von dem zweiten Versorgungsanschluss 32 erzeugtes Rauschen, wodurch die Eigeninduktivität des zweiten Versorgungsanschlusses 32 reduziert wird. Auf diese Weise ist es mit der Reduzierung der Eigeninduktivität des ersten Versorgungsanschlusses 31 und des zweiten Versorgungsanschlusses 32 möglich, die Verlustleistung des Halbleiterbauelements B10 weiter zu reduzieren. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Stoßspannung („surge voltage“) zu reduzieren, die an die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 angelegt wird. Es ist zu beachten, dass ähnliche technische Effekte auch durch die Halbleiterbauelemente nach dem ersten Aspekt erreicht werden können.
  • Die Halbleitervorrichtung B10 ist mit dem Anschlussisolierelement 39 versehen, das elektrische Isoliereigenschaften aufweist und zwischen dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 angeordnet ist. Damit ist es möglich, den Abstand in Dickenrichtung z zwischen dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 weiter zu reduzieren und gleichzeitig eine elektrische Isolierung zwischen dem ersten Versorgungsanschluss 31 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 sicherzustellen. Dementsprechend ist es möglich, die Eigeninduktivität des ersten Versorgungsanschlusses 31 und des zweiten Versorgungsanschlusses 32 weiter zu reduzieren.
  • Der erste bandförmige Abschnitt 321 und die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 überlappen sich mit der ersten leitfähigen Platte 11, wenn in einer Draufsicht betrachtet. Auch sind die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 über die zweiten leitfähigen Drähte 421, die sich in die erste Richtung x erstrecken, elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbunden. Somit ist es möglich, eine Größenzunahme der Halbleitervorrichtung B10 in Draufsicht zu unterdrücken.
  • Die Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 sind in der zweiten Richtung y ausgerichtet bzw. aufgereiht, und ein Teil jedes zweiten bandförmigen Abschnitts 322 befindet sich zwischen zwei benachbarten ersten Schaltelementen 21. Dementsprechend ist es möglich, eine Größenzunahme der Halbleitervorrichtung B10 in der zweiten Richtung y zu unterdrücken. In diesem Fall sind die Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 in der zweiten Richtung y ausgerichtet bzw. aufgereiht, und jedes der zweiten Schaltelemente 22 weist auf den entsprechenden einzelnen zweiten bandförmigen Abschnitt 322 in der ersten Richtung x. Dementsprechend ist es möglich, die elektrischen Verbindungswege von der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 zu dem zweiten Versorgungsanschluss 32 zu verkürzen und dabei eine Größenzunahme der Halbleitervorrichtung B10 in der zweiten Richtung y weiter zu unterdrücken.
  • Die Halbleitervorrichtung B10 ist mit den zweiten leitfähigen Drähten 421 versehen, die mit den zweiten bandförmigen Abschnitten 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbunden sind und sich in die erste Richtung x erstrecken. Entsprechend erstrecken sich die Leiterbahnen zwischen der Vielzahl der zweiten Schaltelemente 22 und dem zweiten Versorgungsanschluss 32 in die erste Richtung x. Die Halbleitervorrichtung B10 ist auch mit den ersten leitfähigen Drähten 411 versehen, die mit den ersten Schaltelementen 21 und der zweiten Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden sind und sich in der ersten Richtung x erstrecken. Dementsprechend erstrecken sich die Leiterbahnen zwischen der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 und der zweiten leitfähigen Platte 12 in der ersten Richtung x. Da in der Halbleitervorrichtung B10 die in der ersten Richtung x verlaufenden Leiterbahnen ausgebildet sind, ist es möglich, die Spannungsfestigkeit der Halbleitervorrichtung B10 zu verbessern.
  • Die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 sind über die Isolatoren 324, die elektrische Isoliereigenschaften aufweisen, mit der ersten Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet. Dementsprechend kann der zweite Versorgungsanschluss 32 auf der ersten leitfähigen Platte 11 abgestützt werden. Darüber hinaus werden, wenn die zweiten leitfähigen Drähte 421 mit den zweiten bandförmigen Abschnitten 322 mittels Drahtbonden gebondet werden, die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 einer von der ersten leitfähigen Platte 11 ausgeübten Reaktionskraft ausgesetzt, so dass ermöglicht wird, die Fügefestigkeit zwischen den zweiten leitfähigen Drähten 421 und den zweiten bandförmigen Abschnitten 322 ausreichend zu gewährleisten.
  • Das erste Substrat 13, das elektrische Isoliereigenschaften aufweist, ist mit der ersten Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11 gebondet. Das erste Substrat 13 ist mit der ersten Gate-Schicht 131 versehen, die sowohl mit den Gate-Elektroden 213 der ersten Schaltelemente 21 als auch mit dem ersten Gate-Anschluss 341 elektrisch verbunden ist. Darüber hinaus ist der erste Gate-Anschluss 341, der mit der ersten Gate-Schicht 131 elektrisch verbunden ist, von der ersten leitfähigen Platte 11 beabstandet (siehe z.B. 34). Dementsprechend kann in der Halbleitervorrichtung B10 eine Leiterbahn zum Antreiben der Vielzahl der ersten Schaltelemente 21 konfiguriert werden, wobei die erste Gate-Schicht 131 von der ersten leitfähigen Platte 11 elektrisch isoliert ist.
  • Das zweite Substrat 14, das elektrische Isolationseigenschaften aufweist, ist mit der zweiten Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet. Das zweite Substrat 14 ist mit der zweiten Gate-Schicht 141 versehen, die sowohl mit den Gate-Elektroden 223 der zweiten Schaltelemente 22 als auch mit dem zweiten Gate-Terminal 342 elektrisch verbunden ist. Darüber hinaus ist das zweite Gate-Terminal 342, das elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht 141 verbunden ist, von der zweiten leitfähigen Platte 12 beabstandet. Dementsprechend kann in der Halbleitervorrichtung B10 eine Leiterbahn zum Antreiben der Vielzahl von zweiten Schaltelementen 22 konfiguriert werden, wobei die zweite Gate-Schicht 141 von der zweiten leitfähigen Platte 12 elektrisch isoliert ist.
  • Die Halbleitervorrichtung B10 ist mit dem Dichtungsharz 50 versehen, das die erste leitfähige Platte 11, die zweite leitfähige Platte 12 und dergleichen bedeckt. Der erste Versorgungsanschluss 31 und der zweite Versorgungsanschluss 32 weisen Abschnitte auf, die sich zu einer Seite weg von der zweiten leitfähigen Platte 12 in der ersten Richtung x erstrecken und von dem Dichtungsharz 50 freigelegt sind. Darüber hinaus ist die Halbleitervorrichtung B10 mit dem Ausgangsanschluss 33 versehen, der elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet ist. Der Ausgangsanschluss 33 weist einen Abschnitt auf, der sich zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte 11 in der ersten Richtung x erstreckt und vom Dichtungsharz 50 freigelegt ist. Dementsprechend sind der erste Versorgungsanschluss 31 und der zweite Versorgungsanschluss 32 von dem Ausgangsanschluss 33 in der ersten Richtung x beabstandet, die die gleiche Richtung ist wie die der Leiterbahn („conductive path“) der Halbleitervorrichtung B10. Dies kann die Spannungsfestigkeit der Halbleitervorrichtung B10 weiter verbessern.
  • Die Halbleitervorrichtung B10 ist mit der isolierenden Schicht 10' versehen, die mit der ersten rückseitigen Fläche 11b der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten rückseitigen Fläche 12b der zweiten leitfähigen Platte 12 gebondet ist. Die isolierende Schicht 10' wird von der rückseitigen Fläche 52 des Dichtungsharzes 50 freigelegt. Dementsprechend sind die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 von der Außenseite der Halbleitervorrichtung B10 elektrisch isoliert. Durch das Erreichen einer möglichst geringen Dicke der isolierenden Schicht 10' ist es möglich, die Dicke der Halbleitervorrichtung B10 zu reduzieren.
  • Die isolierende Schicht 10' beinhaltet den ersten Bereich 103, der mit der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden ist, und den zweiten Bereich 104, der mit der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden ist, und der erste Bereich 103 und der zweite Bereich 104 sind in der ersten Richtung x voneinander beabstandet. Dementsprechend ist es bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung B10 möglich, einen Verzug („warpage“), der in der isolierenden Schicht 10' auftreten kann, zu unterdrücken und eine übermäßige Biegeverformung der ersten leitfähigen Platte 11 und der zweiten leitfähigen Platte 12 zu vermeiden.
  • Das Dichtungsharz 50 ist mit der Vielzahl von Vertiefungen 54 versehen, die in Dickenrichtung z von der rückseitigen Fläche 52 ausgespart sind und sich in die zweite Richtung y erstrecken. Die Vielzahl der Vertiefungen 54 ist an beiden Enden, in der ersten Richtung x, der rückseitigen Fläche 52 angeordnet. Damit wird die Oberfläche der rückseitigen Fläche 52 einschließlich der Vielzahl der Vertiefungen 54 in der ersten Richtung x weiter verlängert bzw. vergrößert, so dass es möglich ist, die Spannungsfestigkeit der Halbleitervorrichtung B10 weiter zu verbessern.
  • Eine Halbleitervorrichtung B20 gemäß einer zweiten Ausführungsform des zweiten Aspekts wird mit Bezug auf die 43 bis 47 beschrieben. In 43 aus diesen Abbildungen ist das Dichtungsharz 50 durch eine virtuelle Linie dargestellt.
  • In der Halbleitervorrichtung B20 werden die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 anstelle der ersten leitfähigen Drähte 411 und die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 anstelle der zweiten leitfähigen Drähte 421 verwendet.
  • Wie in den 43 bis 45 dargestellt, sind die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 elektrisch leitfähige Elemente, die die Hauptflächenelektroden 211 der ersten Schaltelemente 21 und die zweite Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 verbinden. Die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 sind Metallplatten, die bandförmig sind und sich in die erste Richtung x erstrecken und in Dickenrichtung z zu einer Hakenform gebogen sind. Das Ausgangsmaterial der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 ist Cu oder eine Cu-Legierung. Ein Ende jedes ersten elektrischen Anschlussleiters 412 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 elektrisch mit einer Hauptflächenelektrode 211 gebondet. Das andere Ende des ersten elektrischen Anschlussleiters 412 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 elektrisch mit der zweiten Hauptfläche 12a gebondet. Die leitfähigen Verbindungsschichten 49 sind elektrisch leitfähig und sind bleifreies Lot, dessen Hauptbestandteil beispielsweise Sn (Zinn) ist.
  • Wie in den 43, 46 und 47 dargestellt, sind die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 elektrisch leitfähige Elemente, die die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 und die Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbinden. Die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 sind Metallplatten, die bandförmig sind und sich in die erste Richtung x erstrecken und in Dickenrichtung z zu einer Hakenform gebogen sind. Das Ausgangsmaterial der zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 ist das gleiche wie das Ausgangsmaterial der ersten elektrischen Anschlussleiter 412. Ein Ende jedes zweiten elektrischen Anschlussleiters 422 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 mit einem zweiten bandförmigen Abschnitt 322 elektrisch verbunden. Das andere Ende des zweiten elektrischen Anschlussleiters 422 ist über eine leitfähige Verbindungsschicht 49 elektrisch mit einer Hauptflächenelektrode 221 verbunden.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung B20 beschrieben. Entsprechend der Konfiguration der Halbleitervorrichtung B20 sind die gleiche erste leitfähige Platte 11 und zweite leitfähige Platte 12 wie die der oben beschriebenen Halbleitervorrichtung B10 vorgesehen. Da die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente (und elektrisch leitfähige Elemente) in der Halbleitervorrichtung B20 fungieren, ist es möglich, die Wärmeableitung auch mit der Halbleitervorrichtung B20 zu verbessern.
  • Die Halbleitervorrichtung B20 ist mit den ersten elektrischen Anschlussleitern 412 und den zweiten elektrischen Anschlussleitern 422 versehen. Die Querschnittsflächen der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 und der zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 sind größer als die Querschnittsflächen der ersten leitfähigen Drähte 411 und der zweiten leitfähigen Drähte 421. Dementsprechend ist der elektrische Widerstand der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 und der zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 niedriger als der elektrische Widerstand der ersten leitfähigen Drähte 411 und der zweiten leitfähigen Drähte 421. Dementsprechend ist es möglich, die Verlustleistung der Halbleitervorrichtung B20 im Vergleich zur Halbleitervorrichtung B10 zu unterdrücken.
  • Eine Halbleitervorrichtung B30 gemäß einer dritten Ausführungsform des zweiten Aspekts wird mit Bezug auf die 48 bis 50 beschrieben. In 48 dieser Figuren wird das Dichtungsharz 50 durch eine virtuelle Linie dargestellt.
  • Die Halbleitervorrichtung B30 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung B10 dadurch, dass die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 anstelle der ersten leitfähigen Drähte 411 verwendet werden und durch eine Konfiguration der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32. Die ersten elektrischen Anschlussleiter 412 haben die gleiche Konfiguration wie die Konfiguration der ersten elektrischen Anschlussleiter 412 der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung B20.
  • Wie in 48 dargestellt, erstrecken sich die vorderen Enden der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 zu Positionen, an denen sie sich mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22, wenn in einer Draufsicht betrachtet, überlappen. Wie in den 49 und 50 dargestellt, werden die vorderen Enden der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 in Dickenrichtung z zu einer Hakenform gebogen. Die vorderen Enden der zweiten bandförmigen Abschnitte 322 sind über leitfähige Verbindungsschichten 49 elektrisch mit den Hauptflächenelektroden 211 verbunden. Dementsprechend sind die Hauptflächenelektroden 221 ohne die zweiten leitfähigen Drähte 421 und ohne die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 mit dem zweiten Versorgungsanschluss 32 elektrisch verbunden. Da die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 nicht mit der ersten Hauptfläche 11 a der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden sind, ist es in der Halbleitervorrichtung B30 nicht erforderlich, die Isolatoren 324 bereitzustellen.
  • Im Folgenden werden die Funktionen und Wirkungen der Halbleitervorrichtung B30 beschrieben. Auch in der Halbleitervorrichtung B30 fungieren die erste leitfähige Platte 11 und die zweite leitfähige Platte 12 als Wärmeableitungselemente (und elektrisch leitfähige Elemente), so dass es möglich ist, die Wärmeabfuhr zu verbessern.
  • Die zweiten bandförmigen Abschnitte 322 des zweiten Versorgungsanschlusses 32 sind mit den Hauptflächenelektroden 221 der zweiten Schaltelemente 22 verbunden. Dementsprechend ist es in der Halbleitervorrichtung B30 nicht erforderlich, die zweiten leitfähigen Drähte 421, die zweiten elektrischen Anschlussleiter 422 und die Isolatoren 324 bereitzustellen. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der Komponenten, die zur Herstellung der Halbleitervorrichtung B30 benötigt werden, zu reduzieren.
  • In den Ausführungsformen des zweiten Aspekts können eine Vielzahl von Dioden (wie z.B. Schottky-Barrieredioden), die parallele Schaltungen bilden, die den ersten Schaltelementen 21 entsprechen, auch elektrisch mit der ersten Hauptfläche 11a der ersten leitfähigen Platte 11 verbunden sein. Darüber hinaus können eine Vielzahl von Dioden, die Parallelschaltungen bilden, die den zweiten Schaltelementen 22 entsprechen, auch elektrisch mit der zweiten Hauptfläche 12a der zweiten leitfähigen Platte 12 verbunden sein. Durch die Bereitstellung der Vielzahl von Dioden ist es möglich, beim Ansteuern der Vielzahl von ersten Schaltelementen 21 zu vermeiden, dass ein Rückwärtsstrom durch die ersten Schaltelemente 21 fließt, auch wenn durch das Schalten eine rückwirkende elektromotorische Kraft erzeugt wird. Ebenso ist es möglich, bei Ansteuerung der Vielzahl von zweiten Schaltelementen 22 das Erzeugen eines Flusses eines Rückwärtsstroms durch die zweiten Schaltelemente 22 zu vermeiden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Ausführungsformen beschränkt. Die spezifischen Konfigurationen der Komponenten der vorliegenden Erfindung können auf verschiedene Weise gestaltet und modifiziert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009158787 A [0004]

Claims (23)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: eine erste leitfähige Platte, die eine erste Hauptfläche senkrecht zu einer Dickenrichtung der ersten leitfähigen Platte beinhaltet; eine zweite leitfähige Platte, die eine zweite Hauptfläche senkrecht zu der Dickenrichtung aufweist, wobei die zweite leitfähige Platte von der ersten leitfähigen Platte in einer ersten Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung beabstandet ist; eine Vielzahl von ersten Schaltelementen, die elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte gebondet und die elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte verbunden sind; eine Vielzahl von zweiten Schaltelementen, die elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte gebondet sind; einen ersten Versorgungsanschluss, der elektrisch mit der ersten leitfähigen Platte gebondet ist; und einen zweiten Versorgungsanschluss mit einem Bereich, der sich mit dem ersten Versorgungsanschluss, betrachtet in der Dickenrichtung, überlappt, wobei der zweite Versorgungsanschluss von der ersten leitfähigen Platte und dem ersten Versorgungsanschluss in der Dickenrichtung beabstandet ist, wobei der zweite Versorgungsanschluss elektrisch mit der Vielzahl der zweiten Schaltelemente verbunden ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein isolierendes Element, das zwischen dem ersten Versorgungsanschluss und dem zweiten Versorgungsanschluss in der Dickenrichtung angeordnet ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste leitfähige Platte und die zweite leitfähige Platte aus einem Material hergestellt sind, das Cu enthält.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei jedes der Vielzahl von zweiten Schaltelementen mit einer Hauptflächenelektrode versehen ist, wobei der zweite Versorgungsanschluss einen ersten bandförmigen Abschnitt und eine Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten beinhaltet, wobei sich der erste bandförmige Abschnitt in einer zweiten Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung und der ersten Richtung erstreckt, und wobei sich die Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten von dem ersten bandförmigen Abschnitt in Richtung der zweiten leitfähigen Platte erstrecken und in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, und die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte jeweils elektrisch mit den Hauptflächenelektroden der Vielzahl der zweiten Schaltelemente verbunden sind.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Vielzahl von leitfähigen Drähten, die die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente miteinander verbinden, wobei sich jeder der Vielzahl von leitfähigen Drähten in der ersten Richtung erstreckt.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Vielzahl von elektrischen Anschlussleitern, die die Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente miteinander verbinden, wobei sich jede der Vielzahl von elektrischen Anschlussleitern in der ersten Richtung erstreckt.
  7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei jeder der Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten über Isolatoren mit der ersten Hauptfläche der ersten leitfähigen Platte gebondet ist.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, wobei jeder der Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten mit der Hauptflächenelektrode eines entsprechenden der Vielzahl von zweiten Schaltelementen gebondet ist.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Vielzahl der ersten Schaltelemente in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, und einer der Vielzahl von zweiten bandförmigen Abschnitten zwischen zwei benachbarten ersten Schaltelementen der Vielzahl von ersten Schaltelementen angeordnet ist.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend: ein erstes Substrat; eine erste Gate-Schicht; und einen ersten Gate-Anschluss, wobei sich das erste Substrat in der zweiten Richtung erstreckt, eine elektrisch isolierende Eigenschaft aufweist und mit der ersten Hauptfläche der ersten leitfähigen Platte gebondet ist, wobei sich die erste Gate-Schicht in der zweiten Richtung erstreckt, elektrisch leitfähig ist und mit dem ersten Substrat gebondet ist, wobei der erste Gate-Anschluss von der ersten leitfähigen Platte beabstandet ist und elektrisch mit der ersten Gate-Schicht verbunden ist, und wobei die Vielzahl der ersten Schaltelemente elektrisch mit der ersten Gate-Schicht verbunden ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Vielzahl der zweiten Schaltelemente in der zweiten Richtung voneinander beabstandet sind, und wobei die Vielzahl der zweiten Schaltelemente jeweils der Vielzahl der zweiten bandförmigen Abschnitte in der ersten Richtung gegenüberliegen.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend: ein zweites Substrat; eine zweite Gate-Schicht; und ein zweites Gate-Terminal, wobei sich das zweite Substrat in der zweiten Richtung erstreckt, eine elektrisch isolierende Eigenschaft aufweist und mit der zweiten Hauptfläche der zweiten leitfähigen Platte gebondet ist, wobei sich die zweite Gate-Schicht in der zweiten Richtung erstreckt, elektrisch leitfähig ist und mit dem zweiten Substrat gebondet ist, wobei der zweite Gate-Anschluss von der zweiten leitfähigen Platte beabstandet ist und elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht verbunden ist, und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente elektrisch mit der zweiten Gate-Schicht verbunden ist.
  13. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend ein Dichtungsharz, das die erste leitfähige Platte, die zweite leitfähige Platte, die Vielzahl der ersten Schaltelemente und die Vielzahl der zweiten Schaltelemente bedeckt, wobei der erste Versorgungsanschluss und der zweite Versorgungsanschluss jeweils einen freiliegenden Abschnitt aufweisen, der gegenüber dem Dichtungsharz freiliegt, und wobei der freiliegende Abschnitt sich zu einer Seite weg von der zweiten leitfähigen Platte in der ersten Richtung erstreckt.
  14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend einen Ausgangsanschluss, der elektrisch mit der zweiten leitfähigen Platte gebondet ist, wobei der Ausgangsanschluss einen freiliegenden Abschnitt aufweist, der gegenüber dem Dichtungsharz freiliegt, und wobei der freiliegende Abschnitt des Ausgangsanschlusses sich zu einer Seite weg von der ersten leitfähigen Platte in der ersten Richtung erstreckt.
  15. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend eine isolierende Schicht, wobei die erste leitfähige Platte eine erste rückseitige Fläche auf einer der ersten Hauptfläche gegenüberliegenden Seite aufweist, wobei die zweite leitfähige Platte eine zweite rückseitige Fläche auf einer der zweiten Hauptfläche gegenüberliegenden Seite aufweist und wobei das Dichtungsharz eine rückseitige Fläche aufweist, die auf die gleiche Seite in der Dickenrichtung ausgerichtet ist wie die Seite, auf die die erste rückseitige Fläche und die zweite rückseitige Fläche ausgerichtet sind, und die isolierende Schicht mit der ersten rückseitigen Fläche und der zweiten rückseitigen Fläche gebondet ist und gegenüber der rückseitigen Fläche des Dichtungsharzes freiliegt.
  16. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, wobei die isolierende Schicht einen ersten Bereich, der mit der ersten rückseitigen Fläche gebondet ist, und einen zweiten Bereich, der mit der zweiten rückseitigen Fläche gebondet ist, beinhaltet, und wobei der erste Bereich und der zweite Bereich in der ersten Richtung voneinander beabstandet sind.
  17. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Dichtungsharz auf seiner rückseitigen Fläche mit einer Vielzahl von Vertiefungen versehen ist, die sich in der zweiten Richtung erstrecken, und wobei die Vielzahl von Vertiefungen eine erste Gruppe von Vertiefungen und eine zweite Gruppe von Vertiefungen beinhalten, und wobei die erste Gruppe und die zweite Gruppe in der ersten Richtung voneinander beabstandet sind.
  18. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine isolierende Schicht, die eine Hauptfläche senkrecht zu der Dickenrichtung aufweist, wobei die erste leitfähige Platte und die zweite leitfähige Platte mit der Hauptfläche der isolierenden Schicht gebondet sind, und wobei die erste leitfähige Platte und die zweite leitfähige Platte eine Dicke aufweisen, die größer ist als eine Dicke der isolierenden Schicht.
  19. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Dicke der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte 1,5 bis 10 mm beträgt.
  20. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Dicke der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte drei- bis einhundertmal so groß ist wie die Dicke der isolierenden Schicht.
  21. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 18 bis 20, ferner umfassend eine Metallschicht, wobei die isolierende Schicht eine rückseitige Fläche auf einer der Hauptfläche gegenüberliegenden Seite aufweist, und wobei die Metallschicht mit der rückseitigen Fläche der isolierenden Schicht gebondet ist, und wobei die Metallschicht eine Dicke aufweist, die kleiner ist als die Dicke der ersten leitfähigen Platte und der zweiten leitfähigen Platte.
  22. Halbleitervorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 18 bis 21, wobei die erste leitfähige Platte und die zweite leitfähige Platte jeweils eine erste Schicht und eine zweite Schicht aufweisen, wobei die erste Schicht mit der Hauptfläche der isolierenden Schicht gebondet ist und wobei die zweite Schicht auf einer Seite der ersten Schicht gegenüber der isolierenden Schicht in der Dickenrichtung angeordnet ist, und wobei die zweite Schicht eine Dicke aufweist, die größer ist als eine Dicke der ersten Schicht.
  23. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 21, ferner umfassend einen mit der Metallschicht verbundenen Wärmestrahler.
DE112018005978.2T 2017-11-20 2018-11-19 Halbleitervorrichtung Pending DE112018005978T5 (de)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017222602 2017-11-20
JP2017-222602 2017-11-20
JP2017223349 2017-11-21
JP2017-223349 2017-11-21
PCT/JP2018/042684 WO2019098368A1 (ja) 2017-11-20 2018-11-19 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112018005978T5 true DE112018005978T5 (de) 2020-08-06

Family

ID=66539841

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE212018000087.5U Active DE212018000087U1 (de) 2017-11-20 2018-11-19 Halbleitervorrichtung
DE112018005978.2T Pending DE112018005978T5 (de) 2017-11-20 2018-11-19 Halbleitervorrichtung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE212018000087.5U Active DE212018000087U1 (de) 2017-11-20 2018-11-19 Halbleitervorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (3) US11211312B2 (de)
JP (2) JP7267930B2 (de)
CN (1) CN111295752A (de)
DE (2) DE212018000087U1 (de)
WO (1) WO2019098368A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE212018000087U1 (de) 2017-11-20 2019-05-10 Rohm Co., Ltd. Halbleitervorrichtung
WO2020054688A1 (ja) * 2018-09-12 2020-03-19 ローム株式会社 半導体装置
WO2020245996A1 (ja) * 2019-06-06 2020-12-10 三菱電機株式会社 半導体モジュールおよび電力変換装置
JP7372810B2 (ja) * 2019-10-17 2023-11-01 日立Astemo株式会社 電子制御装置
JP7019746B2 (ja) * 2020-05-21 2022-02-15 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
MX2022015584A (es) * 2020-07-14 2023-01-24 Mitsui Chemicals Inc Dispositivo de intercambio de calor y metodo para fabricar un dispositivo de intercambio de calor.
DE202021004375U1 (de) * 2020-10-14 2023-12-21 Rohm Co., Ltd. Halbleitermodul
WO2022080055A1 (ja) * 2020-10-14 2022-04-21 ローム株式会社 半導体モジュール
WO2023017707A1 (ja) * 2021-08-10 2023-02-16 ローム株式会社 半導体装置
JP2023106045A (ja) * 2022-01-20 2023-08-01 日立Astemo株式会社 半導体装置および半導体装置を備えたインバータ
WO2023189840A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 ローム株式会社 半導体装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158787A (ja) 2007-12-27 2009-07-16 Mitsubishi Electric Corp 電力半導体装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03191554A (ja) * 1989-12-21 1991-08-21 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
JP3220366B2 (ja) * 1995-10-09 2001-10-22 株式会社日立製作所 半導体装置
JP3997730B2 (ja) 2001-06-20 2007-10-24 株式会社日立製作所 電力変換装置及びそれを備えた移動体
JP4784150B2 (ja) * 2004-11-10 2011-10-05 富士電機株式会社 半導体装置および、半導体装置の製造方法
JP4603956B2 (ja) 2005-08-26 2010-12-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP2007073743A (ja) * 2005-09-07 2007-03-22 Denso Corp 半導体装置
US8466541B2 (en) * 2011-10-31 2013-06-18 Infineon Technologies Ag Low inductance power module
WO2014002442A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 株式会社デンソー 半導体装置および半導体装置の接続構造
JP5626274B2 (ja) 2012-06-29 2014-11-19 株式会社デンソー 半導体装置
JP5924164B2 (ja) * 2012-07-06 2016-05-25 株式会社豊田自動織機 半導体装置
JP2015076442A (ja) * 2013-10-07 2015-04-20 ローム株式会社 パワーモジュールおよびその製造方法
EP3226294B1 (de) * 2014-11-28 2021-04-07 Nissan Motor Co., Ltd. Halbbrückenleistungshalbleitermodul und verfahren zu dessen herstellung
JP6988345B2 (ja) * 2017-10-02 2022-01-05 株式会社デンソー 半導体装置
DE212018000087U1 (de) 2017-11-20 2019-05-10 Rohm Co., Ltd. Halbleitervorrichtung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009158787A (ja) 2007-12-27 2009-07-16 Mitsubishi Electric Corp 電力半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111295752A (zh) 2020-06-16
US20240079296A1 (en) 2024-03-07
US11670572B2 (en) 2023-06-06
JP7267930B2 (ja) 2023-05-02
US20220077032A1 (en) 2022-03-10
US11211312B2 (en) 2021-12-28
US20200266134A1 (en) 2020-08-20
JPWO2019098368A1 (ja) 2020-10-08
DE212018000087U1 (de) 2019-05-10
JP2023089252A (ja) 2023-06-27
WO2019098368A1 (ja) 2019-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112018005978T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE112015002001B4 (de) Halbleitermodul
DE112011105802B4 (de) Leistungsmodul, elektrischer Leistungswandler und Elektrofahrzeug
DE102014103773B4 (de) Mehrchip-Halbleiter-Leistungsbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102015121680B4 (de) Leistungshalbleitermodul, das eine flexible leiterplattenverbindung mit einer niedrigen gate-treiberinduktivität aufweist und verfahren zum herstellen
DE102015012915B4 (de) Anordnung von Halbleiterelementen auf einem Halbleitermodul für ein Leistungsmodul oder entsprechendes Verfahren
DE102013213205A1 (de) Halbleitereinheit
DE102014212376A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102019112935B4 (de) Halbleitermodul
DE102020109347A1 (de) Packungsstruktur für stromversorgungsgerät
DE102014101712A1 (de) Halbleiterbauelement mit Umgehungsfunktionalität und Verfahren dafür
DE112019005313T5 (de) Halbleiterbauteil
DE112018001741T5 (de) Halbleiteranordnung Verfahren zu dessen Herstellung undLeistungswandlervorrichtung
DE112020006116T5 (de) Körper einer elektrischen schaltung, leistungsumsetzungsvorrichtung und herstellungsverfahren für körper einer elektrischen schaltung
DE112020006374T5 (de) Leistungsmodul mit verbesserten elektrischen und thermischen Charakteristiken
DE112019007349T5 (de) Halbleiteranordnung, leistungswandler und verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung
DE102019211221B4 (de) Leistungs-Halbleitervorrichtung und deren Herstellungsverfahren und Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE112017007960B4 (de) Halbleitermodul und Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE102019212727B4 (de) Halbleitervorrichtung und elektrische Leistungsumwandlungseinrichtung
WO2020200946A1 (de) Elektronische schaltungseinheit
DE112019008007T5 (de) Leistungsmodul und leistungswandlereinheit
DE102019135373A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE112019007415T5 (de) Halbleitermodul und stromwandler
EP2704194B1 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE112021005358T5 (de) Elektrischer Schaltungskörper, Leistungsumsetzer und Herstellungsverfahren für einen elektrischen Schaltungskörper

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ROHM CO., LTD., JP

Free format text: FORMER OWNER: ROHM CO., LTD., KYOTO-SHI, JP

R082 Change of representative

Representative=s name: WITTE, WELLER & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE

R016 Response to examination communication