DE112018006906T5 - Halbleitervorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und Leistungsumwandlungsvorrichtung - Google Patents

Halbleitervorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und Leistungsumwandlungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Ein erstes Ausrichtungsharz (4) ist in einer Ringform auf einer Elektrode (3) eines Isoliersubstrats (1) ausgebildet. Ein erstes plattenförmiges Lötmetall (5) mit einer Dicke, die dünner als diejenige des ersten Ausrichtungsharzes (4) ist, ist auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes (4) auf der Elektrode (3) angeordnet. Ein Halbleiterchip (6) ist auf dem ersten plattenförmigen Lötmetall (5) angeordnet. Das erste plattenförmige Lötmetall (5) lässt man schmelzen, um eine untere Oberfläche des Halbleiterchips (6) an die Elektrode (3) zu bonden.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und eine Leistungsumwandlungsvorrichtung.
  • Hintergrund
  • Einhergehend mit der Entwicklung von Industriemaschinen, elektrischen Eisenbahnen und Automobilen nimmt auch eine Betriebstemperatur einer in solch einer Einrichtung genutzten Halbleitervorrichtung zu. In den letzten Jahren wurde eine Halbleitervorrichtung, die auch bei hoher Temperatur arbeitet, energetisch entwickelt, und die Halbleitervorrichtung ist kleiner geworden, kann einer höheren Spannung standhalten und weist eine höhere Stromdichte auf. Da ein Halbleiter mit breiter Bandlücke wie etwa SiC und GaN eine größere Bandlücke als diejenige von Si aufweist, erwartet man insbesondere eine Realisierung einer einen Halbleiter mit breiter Bandlücke nutzenden Halbleitervorrichtung, die einer höheren Spannung standhalten kann, deren Größe kleiner ist, die eine höhere Stromdichte aufweist und die bei einer höheren Temperatur arbeiten kann.
  • In solch einer Halbleitervorrichtung wird ein Halbleiterchip unter Verwendung eines Lötmetalls an eine Elektrode auf einem Isoliersubstrat gebondet. Zu dieser Zeit ist es möglich, eine Nassausbreitung schmelzenden Lötmetalls zu unterdrücken, indem ein Lötmetallresist um eine Position herum, wo der Halbleiterchip montiert wird, vorgesehen wird (siehe zum Beispiel PTL 1).
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
  • [PTL 1] JP 2001-298033A
  • Zusammenfassung
  • Technisches Problem
  • Mit einem typischen Lötmetallresist ist es jedoch unmöglich, ein plattenförmiges Lötmetall vor einem Schmelzen zu positionieren. Daher werden herkömmlicherweise ein Halbleiterchip und ein plattenförmiges Lötmetall vorwiegend unter Verwendung einer Haltevorrichtung aus Kohlenstoff positioniert. Um andere Typen von Halbleiterchips herzustellen, deren Formen und Anordnung verschieden sind, bestehen jedoch, da es notwendig ist, jedes Mal eine Haltevorrichtung herzustellen, Probleme, dass die Produktionskosten hoch sind und die Produktivität gering ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um Probleme wie oben beschrieben zu lösen, und ist darauf gerichtet, eine Halbleitervorrichtung, die imstande ist, Produktionskosten zu reduzieren und eine Produktivität zu verbessern, und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und eine Leistungsumwandlungsvorrichtung bereitzustellen.
  • Lösung für das Problem
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein Ausbilden eines ersten Ausrichtungsharzes in einer Ringform auf einer Elektrode eines Isoliersubstrats; ein Anordnen eines ersten plattenförmigen Lötmetalls mit einer Dicke, die dünner als diejenige des ersten Ausrichtungsharzes ist, auf der Elektrode auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes; ein Anordnen eines Halbleiterchips auf dem ersten plattenförmigen Lötmetall; und ein Schmelzenlassen des ersten plattenförmigen Lötmetalls, um eine untere Oberfläche des Halbleiterchips an die Elektrode zu bonden.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • In der vorliegenden Offenbarung wird das erste plattenförmige Lötmetall mit einer Dicke, die dünner als diejenige des ersten Ausrichtungsharzes ist, auf der Elektrode auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, das erste plattenförmige Lötmetall unter Verwendung des ersten Ausrichtungsharzes ohne Verwendung einer zweckbestimmten Haltevorrichtung zu positionieren. Infolgedessen ist es möglich, Produktionskosten zu reduzieren und eine Produktivität zu verbessern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 2 ist eine Draufsicht, die erste und zweite Ausrichtungsharze gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • 5 ist eine Draufsicht, die das erste Ausrichtungsharz gemäß einer Ausführungsform 2 veranschaulicht.
    • 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines elektrischen Leistungsumwandlungssystems veranschaulicht, für das die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 verwendet wird.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden eine Halbleitervorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und eine Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die gleichen Komponenten werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, und deren wiederholte Beschreibung kann unterlassen werden.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 veranschaulicht. 2 ist eine Draufsicht, die erste und zweite Ausrichtungsharze gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise ein Leistungsmodul, das für ein Haushaltsgerät, zur industriellen Nutzung, für Automobile, für Züge oder dergleichen weithin verwendet wird.
  • Eine Elektrode 2 ist auf einer unteren Oberfläche eines Isoliersubstrats 1 vorgesehen, und eine Elektrode 3 ist auf einer oberen Oberfläche vorgesehen. Auf der Elektrode 3 des Isoliersubstrats 1 ist ein erstes Ausrichtungsharz 4 in einer Ringform vorgesehen. Eine untere Oberfläche eines Halbleiterchips 6 ist auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes 4 unter Verwendung eines ersten plattenförmigen Lötmetalls 5 an die Elektrode 3 gebondet. Der Halbleiterchip 6 ist ein IGBT, ein MOSFET, eine Diode oder dergleichen. Auf einer oberen Oberfläche des Halbleiterchips 6 ist ebenfalls ein zweites Ausrichtungsharz 7 in einer Ringform vorgesehen. Eine Verdrahtungselektrode 9 ist unter Verwendung eines zweiten plattenförmigen Lötmetalls 8 an die obere Oberfläche des Halbleiterchips 6 gebondet.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 3 und 4 sind Querschnittsansichten, die das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulichen.
  • Wie in 3 veranschaulicht ist, wird das erste Ausrichtungsharz 4 in einer Ringform auf der Elektrode 3 des Isoliersubstrats 1 ausgebildet. Das erste plattenförmige Lötmetall 5 mit einer Dicke, die dünner als diejenige des ersten Ausrichtungsharzes 4 ist, wird dann auf der Elektrode 3 auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes 4 angeordnet.
  • Wie in 4 veranschaulicht ist, wird danach der Halbleiterchip 6 auf dem ersten plattenförmigen Lötmetall 5 angeordnet. Das erste plattenförmige Lötmetall 5 lässt man schmelzen, um die untere Oberfläche des Halbleiterchips 6 an die Elektrode 3 zu bonden. Das zweite Ausrichtungsharz 7 wird dann auf der oberen Oberfläche des Halbleiterchips 6 ausgebildet. Ein zweites plattenförmiges Lötmetall 8 mit einer Dicke, die dünner als diejenige des zweiten Ausrichtungsharzes 7 ist, wird dann auf der oberen Oberfläche des Halbleiterchips 6 auf einer Innenseite der Ringform des zweiten Ausrichtungsharzes 7 angeordnet.
  • Auf dem zweiten plattenförmigen Lötmetall 8 wird danach eine Verdrahtungselektrode 9 angeordnet. Wie in 1 veranschaulicht ist, lässt man dann das zweite plattenförmige Lötmetall 8 schmelzen, um die Verdrahtungselektrode 9 unter Ausnutzung des zweiten plattenförmigen Lötmetalls 8, das schmilzt und durch Oberflächenspannung anschwillt, an die obere Oberfläche des Halbleiterchips 6 zu bonden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste plattenförmige Lötmetall 5 mit einer Dicke, die dünner als diejenige des ersten Ausrichtungsharzes 4 ist, auf der Elektrode 3 auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes 4 angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, das erste plattenförmige Lötmetall 5 unter Verwendung des ersten Ausrichtungsharzes 4 ohne Verwendung einer zweckbestimmten Haltevorrichtung zu positionieren. Infolgedessen ist es möglich, Produktionskosten zu reduzieren und eine Produktivität zu verbessern. Ferner ist es möglich, eine gelötete Position des Halbleiterchips 6 gemäß Typen von Produkten frei einzustellen, indem nur eine Position, wo das erste Ausrichtungsharz 4 aufgebracht wird, geändert wird.
  • Ferner ist die Kontur des Halbleiterchips 6 kleiner als die Ringform des ersten Ausrichtungsharzes 4 und ist auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes 4 gelegen. Auf diese Weise ist es möglich, den Halbleiterchip 6 unter Verwendung des ersten Ausrichtungsharzes 4 ohne Verwendung einer zweckbestimmten Haltevorrichtung zu positionieren. Überdies ist es möglich, den Halbleiterchip 6 zu positionieren, ohne durch eine Wölbung bzw. einen Verzug des Isoliersubstrats 1 beeinflusst zu werden.
  • Das zweite plattenförmige Lötmetall 8 mit einer Dicke, die dünner als diejenige des zweiten Ausrichtungsharzes 7 ist, ist ferner auf der oberen Oberfläche des Halbleiterchips 6 auf einer Innenseite der Ringform des zweiten Ausrichtungsharzes 7 angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, das zweite plattenförmige Lötmetall 8 ohne Verwendung einer zweckbestimmten Haltevorrichtung zu positionieren. Da es möglich ist, eine Dicke eines Lötmetalls bei einem Zielwert einzustellen, indem man die Dicke des zweiten Ausrichtungsharzes 7 steuert, ist es weiter möglich, eine Zuverlässigkeit sicherzustellen.
  • Ausführungsform 2
  • 5 ist eine Draufsicht, die das erste Ausrichtungsharz gemäß einer Ausführungsform 2 veranschaulicht. Während das erste Ausrichtungsharz 4 über einen ganzen Umfang des Chips in 2 linear angeordnet ist, ist das erste Ausrichtungsharz 4 in 5 als eine Vielzahl von Punkten angeordnet. Die übrigen Konfigurationen sind ähnlichen jenen in der Ausführungsform 1. Auch in diesem Fall ist es möglich, das erste plattenförmige Lötmetall 5 zu positionieren. Ferner ist es möglich, Kosten zu reduzieren, indem eine Auftragungsmenge des Harzes reduziert wird, und eine Produktivität zu verbessern, indem eine Auftragungszeitspanne reduziert wird. Man beachte, dass das zweite Ausrichtungsharz 7 in ähnlicher Weise ebenfalls als eine Vielzahl von Punkten angeordnet werden kann.
  • Der Halbleiterchip 6 ist nicht auf einen aus Silizium gebildeten Chip beschränkt, sondern kann stattdessen aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke gebildet sein, der eine breitere Bandlücke als diejenige von Silizium aufweist. Der Halbleiter mit breiter Bandlücke ist beispielsweise ein Siliziumcarbid, ein Material auf Gallium-Nitrid-Basis oder Diamant. Ein aus solch einem Halbleiter mit breiter Bandlücke gebildeter Halbleiterchip weist eine hohe Spannungsfestigkeit und eine hohe zulässige Stromdichte auf und kann somit miniaturisiert werden. Die Verwendung solch eines miniaturisierten Halbleiterchips ermöglicht die Miniaturisierung und hohe Integration der Halbleitervorrichtung, in der der Halbleiterchip integriert ist. Da der Halbleiterchip eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, kann ferner eine Abstrahllamelle eines Kühlkörpers miniaturisiert werden, und ein wassergekühlter Teil kann luftgekühlt werden, was zu einer weiteren Miniaturisierung der Halbleitervorrichtung führt. Da der Halbleiterchip einen geringen Leistungsverlust und einen hohen Wirkungsgrad aufweist, kann weiter eine hocheffiziente Halbleitervorrichtung erreicht werden.
  • Ausführungsform 3
  • In dieser Ausführungsform wird die Halbleitervorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 1 oder 2 für eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung verwendet. Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung ist beispielsweise eine Invertervorrichtung, eine Wandlervorrichtung, ein Servo-Verstärker oder eine Stromversorgungseinheit. Obgleich die vorliegende Offenbarung nicht auf eine spezifische elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung beschränkt ist, wird im Folgenden ein Fall beschrieben, in dem die vorliegende Offenbarung für einen Dreiphasen-Inverter verwendet wird.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines elektrischen Leistungsumwandlungssystems veranschaulicht, für das die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 verwendet wird. Dieses elektrische Leistungsumwandlungssystem umfasst eine Stromversorgung 100, eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 200 und eine Last 300. Die Stromversorgung 100 ist eine DC-Stromversorgung und stellt der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 200 DC-Leistung bereit. Die Stromversorgung 100 kann aus verschiedenen Komponenten bestehen. Beispielsweise kann die Stromversorgung 100 aus einem DC-System, einer Solarzelle oder einer Speicherbatterie bestehen oder kann aus einem Gleichrichter oder einem AC/DC-Wandler bestehen, der mit einem AC-System verbunden ist. Alternativ dazu kann die Stromversorgung 100 aus einem DC/DC-Wandler bestehen, der von einem DC-System abgegebene DC-Leistung in eine vorbestimmte Leistung umwandelt.
  • Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 200 ist ein mit einem Knoten zwischen der Stromversorgung 100 und der Last 300 verbundener Dreiphasen-Inverter, wandelt von der Stromversorgung 100 bereitgestellte DC-Leistung in AC-Leistung um und stellt der Last 300 die AC-Leistung bereit. Die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 200 enthält eine Hauptumwandlungsschaltung 201, die DC-Leistung in AC-Leistung umwandelt und die AC-Leistung abgibt, und eine Steuerungsschaltung 203, die ein Steuerungssignal zum Steuern der Hauptumwandlungsschaltung 201 an die Hauptumwandlungsschaltung 201 abgibt.
  • Die Last 300 ist ein Dreiphasen-Elektromotor, der durch von der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung 200 bereitgestellte AC-Leistung angetrieben wird. Die Last 300 ist nicht auf eine spezifische Anwendung beschränkt. Die Last wird als Elektromotor, der an verschiedenen elektrischen Vorrichtungen montiert ist, wie etwa ein Elektromotor für beispielsweise ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Schienenfahrzeug, einen Lift oder eine Klimaanlage genutzt.
  • Im Folgenden wird die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung 200 im Detail beschrieben. Die Hauptumwandlungsschaltung 201 enthält eine Schaltvorrichtung und eine Reflux-Diode (nicht veranschaulicht). Wenn die Schaltvorrichtung geschaltet wird, wandelt die Hauptumwandlungsschaltung 201 von der Stromversorgung 100 bereitgestellte DC-Leistung in AC-Leistung um und stellt der Last 300 die AC-Leistung bereit. Die Hauptumwandlungsschaltung 201 kann verschiedene Typen spezifischer Schaltungskonfigurationen aufweisen. Die Hauptumwandlungsschaltung 201 gemäß dieser Ausführungsform ist eine Dreiphasen-Vollbrückenschaltung mit zwei Niveaus, welche aus sechs Schaltvorrichtungen und sechs Reflux-Dioden, die mit den jeweiligen Schaltvorrichtungen antiparallel verbunden sind, bestehen kann. Jede Schaltvorrichtung und jede Reflux-Diode der Hauptumwandlungsschaltung 201 bestehen aus einer Halbleitervorrichtung 202, die einer der oben beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 2 entspricht. Je zwei Schaltvorrichtungen der sechs Schaltvorrichtungen sind in Reihe geschaltet und bilden einen vertikalen Arm. Jeder vertikale Arm bildet eine jeweilige Phase (U-Phase, V-Phase, W-Phase) der Vollbrückenschaltung. Ausgangsanschlüsse jedes vertikalen Arms, d.h. drei Ausgangsanschlüsse der Hauptumwandlungsschaltung 201, sind mit der Last 300 verbunden.
  • Ferner enthält die Hauptumwandlungsschaltung 201 eine (nicht veranschaulichte) Ansteuerungsschaltung, die jede Schaltvorrichtung ansteuert. Die Ansteuerungsschaltung kann in der Halbleitervorrichtung 202 integriert sein. Eine von der Halbleitervorrichtung 202 verschiedene andere Ansteuerungsschaltung kann vorgesehen werden. Die Ansteuerungsschaltung erzeugt ein Ansteuerungssignal zum Ansteuern jeder Schaltvorrichtung der Hauptumwandlungsschaltung 201 und stellt das erzeugte Ansteuerungssignal einer Steuerungselektrode jeder Schaltvorrichtung der Hauptumwandlungsschaltung 201 bereit. Konkret gibt die Ansteuerungsschaltung an die Steuerungselektrode jeder Schaltvorrichtung ein Ansteuerungssignal zum Einschalten jeder Schaltvorrichtung und ein Ansteuerungssignal zum Ausschalten jeder Schaltvorrichtung gemäß dem Steuerungssignal ab, das von der Steuerungsschaltung 203 abgegeben wird, die später beschrieben wird. Wenn der EIN-Zustand jeder Schaltvorrichtung beibehalten wird, ist das Ansteuerungssignal ein Spannungssignal (EIN-Signal) mit einer Spannung, die gleich einer Schwellenspannung der Schaltvorrichtung oder höher ist. Wenn der AUS-Zustand jeder Schaltvorrichtung beibehalten wird, ist das Ansteuerungssignal ein Spannungssignal (AUS-Signal) mit einer Spannung, die gleich der Schwellenspannung der Schaltvorrichtung oder niedriger ist.
  • Die Steuerungsschaltung 203 steuert jede Schaltvorrichtung der Hauptumwandlungsschaltung 201, um der Last 300 eine gewünschte Leistung bereitzustellen. Konkret berechnet die Steuerungsschaltung 203 eine Periode (EIN-Periode), in der jede Schaltvorrichtung der Hauptumwandlungsschaltung 201 im EIN-Zustand ist, basierend auf der der Last 300 bereitzustellenden Leistung. Beispielsweise kann die Hauptumwandlungsschaltung 201 durch eine PWM-Steuerung zum Modulieren der EIN-Periode jeder Schaltvorrichtung in Abhängigkeit von der abzugebenden Spannung gesteuert werden. Ferner gibt die Steuerungsschaltung 203 einen Steuerungsbefehl (Steuerungssignal) an die in der Hauptumwandlungsschaltung 201 enthaltene Ansteuerungsschaltung aus, so dass zu jedem Zeitpunkt das EIN-Signal an jede einzuschaltende Schaltvorrichtung abgegeben wird und ein AUS-Signal an jede auszuschaltende Schaltvorrichtung abgegeben wird. Die Ansteuerungsschaltung gibt das EIN-Signal oder AUS-Signal als das Ansteuerungssignal an die Steuerungselektrode jeder Schaltvorrichtung gemäß dem Steuerungssignal ab.
  • In der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform werden die Halbleitervorrichtungen gemäß der Ausführungsform 1 oder 2 als die Halbleitervorrichtung 202 verwendet. Dementsprechend ist es möglich, Produktionskosten zu reduzieren und eine Produktivität zu verbessern.
  • Obgleich diese Ausführungsform ein Beispiel veranschaulicht, in welchem die vorliegende Offenbarung für einen Dreiphasen-Inverter mit zwei Niveaus verwendet wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diesen beschränkt und kann für verschiedene elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtungen verwendet werden. Während diese Ausführungsform eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung mit zwei Niveaus veranschaulicht, kann die vorliegende Offenbarung auch für eine elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung mit drei Niveaus oder mehr Niveaus verwendet werden. Wenn einer einphasigen Last Leistung bereitgestellt wird, kann die vorliegende Offenbarung für einen einphasigen Inverter verwendet werden. Die vorliegende Offenbarung kann auch für einen DC/DC-Wandler oder einen AC/DC-Wandler verwendet werden, wenn einer DC-Last oder dergleichen Leistung bereitgestellt wird.
  • Ferner ist in der elektrischen Leistungsumwandlungsvorrichtung, für die die vorliegende Offenbarung verwendet wird, die oben erwähnte Last nicht auf einen Elektromotor beschränkt. Beispielsweise kann die Last auch als Stromversorgungsvorrichtung für eine Elektroerodiermaschine, eine Laserstrahlmaschine, eine Kocheinrichtung mit Induktionsheizung oder ein System zur berührungsfreien Einspeisung einer Vorrichtungsleistung verwendet werden. Alternativ kann die elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung auch als Leistungskonditionierer für ein Fotovoltaikleistung erzeugendes System, ein System zur Speicherung von Elektrizität oder dergleichen genutzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Isoliersubstrat;
    3
    Elektrode;
    4
    erstes Ausrichtungsharz;
    5
    erstes plattenförmiges Lötmetall;
    6
    Halbleiterchip;
    7
    zweites Ausrichtungsharz;
    8
    zweites plattenförmiges Lötmetall;
    9
    Verdrahtungselektrode;
    200
    elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung;
    201
    Hauptumwandlungsschaltung;
    202
    Halbleitervorrichtung;
    203
    Steuerungsschaltung
  • 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 2001298033 A [0004]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Ausbilden eines ersten Ausrichtungsharzes in einer Ringform auf einer Elektrode eines Isoliersubstrats; ein Anordnen eines ersten plattenförmigen Lötmetalls mit einer Dicke, die dünner als diejenige des ersten Ausrichtungsharzes ist, auf der Elektrode auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes; ein Anordnen eines Halbleiterchips auf dem ersten plattenförmigen Lötmetall; und ein Schmelzenlassen des ersten plattenförmigen Lötmetalls, um eine untere Oberfläche des Halbleiterchips an die Elektrode zu bonden.
  2. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Halbleiterchip auf einer Innenseite der Ringform des ersten Ausrichtungsharzes gelegen ist.
  3. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Ausrichtungsharz als eine Vielzahl von Punkten angeordnet ist.
  4. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: ein Ausbilden eines zweiten Ausrichtungsharzes in einer Ringform auf einer oberen Oberfläche des Halbleiterchips; ein Anordnen eines zweiten plattenförmigen Lötmetalls mit einer Dicke, die dünner als diejenige des zweiten Ausrichtungsharzes ist, auf der oberen Oberfläche des Halbleiterchips auf einer Innenseite der Ringform des zweiten Ausrichtungsharzes; ein Anordnen einer Verdrahtungselektrode auf dem zweiten plattenförmigen Lötmetall; und ein Schmelzenlassen des zweiten plattenförmigen Lötmetalls, um die Verdrahtungselektrode an die obere Oberfläche des Halbleiterchips zu bonden.
  5. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Halbleiterchip aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke geschaffen ist.
  6. Halbleitervorrichtung, aufweisend: ein Isoliersubstrat, das eine Elektrode enthält; ein Ausrichtungsharz, das in einer Ringform auf der Elektrode vorgesehen ist; ein Lötmetall, das eine Dicke hat, die dünner als diejenige des Ausrichtungsharzes ist, und auf der Elektrode auf einer Innenseite der Ringform des Ausrichtungsharzes angeordnet ist; und einen Halbleiterchip, der unter Verwendung des Lötmetalls an die Elektrode gebondet ist, wobei das Ausrichtungsharz als eine Vielzahl von Punkten angeordnet ist.
  7. Elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung, aufweisend: eine Hauptumwandlungsschaltung, die die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 6 enthält, eingespeiste Leistung umwandelt und umgewandelte Leistung abgibt; und eine Steuerungsschaltung, die ein Steuerungssignal zum Steuern der Hauptumwandlungsschaltung an die Hauptumwandlungsschaltung abgibt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4109516A3 (de) * 2021-06-24 2023-04-05 INTEL Corporation Stümpfe zur verbesserung von chipgrössen- und chiporientierungsdifferenzierung bei selbstassemblierung für hybride verbindung

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5906310A (en) 1994-11-10 1999-05-25 Vlt Corporation Packaging electrical circuits
JP2001298033A (ja) * 2000-04-12 2001-10-26 Hitachi Ltd 半導体装置
JP4151209B2 (ja) * 2000-08-29 2008-09-17 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP3822040B2 (ja) * 2000-08-31 2006-09-13 株式会社ルネサステクノロジ 電子装置及びその製造方法
JP4040551B2 (ja) * 2003-07-03 2008-01-30 トヨタ自動車株式会社 半導体素子実装方法
US8236666B2 (en) * 2007-07-17 2012-08-07 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and process for producing same
JP2011222553A (ja) * 2010-04-02 2011-11-04 Denso Corp 半導体チップ内蔵配線基板及びその製造方法
JP5387620B2 (ja) * 2011-05-31 2014-01-15 株式会社安川電機 電力変換装置、半導体装置および電力変換装置の製造方法
JP5954075B2 (ja) * 2012-09-21 2016-07-20 ソニー株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
KR102094924B1 (ko) * 2013-06-27 2020-03-30 삼성전자주식회사 관통전극을 갖는 반도체 패키지 및 그 제조방법
DE102014105957B3 (de) 2014-04-29 2015-06-25 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung
JP6605393B2 (ja) * 2016-05-12 2019-11-13 株式会社日立製作所 パワーモジュール、電力変換装置、及びパワーモジュールの製造方法
JP6705393B2 (ja) * 2017-02-03 2020-06-03 三菱電機株式会社 半導体装置及び電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4109516A3 (de) * 2021-06-24 2023-04-05 INTEL Corporation Stümpfe zur verbesserung von chipgrössen- und chiporientierungsdifferenzierung bei selbstassemblierung für hybride verbindung

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