DE112019005011T5 - Halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauteils - Google Patents

Halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauteils Download PDF

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Abstract

Ein Halbleiterbauteil A1 weist ein Halbleiterelement 10A mit einer Elementvorderfläche 101 und einer Elementrückfläche 102 auf, wobei die Elementvorderfläche 101 eine darauf ausgebildete Vorderflächenelektrode 11 und die Elementrückfläche 102 eine darauf ausgebildete Rückflächenelektrode 12 aufweist, ein leitfähiges Substrat 22A, das eine der Elementrückfläche 102 gegenüberliegende Vorderfläche 221A aufweist, und mit dem die Rückflächenelektrode 12 leitend verbunden ist, ein leitfähiges Substrat 22B, das eine Vorderfläche 221B aufweist und von dem leitfähigen Substrat 22A in einer Breitenrichtung x beabstandet ist, und ein Anschlusselement 51, das sich in der Breitenrichtung x erstreckt und die Vorderflächenelektrode 11 und das leitfähige Substrat 22B elektrisch verbindet. Das Anschlusselement 51 ist in der Richtung, in der die Vorderfläche 221B ausgerichtet ist, vor der Vorderfläche 221B angeordnet und mit der Vorderflächenelektrode 11 über eine Anschluss-Bondschicht 32 gebondet. Das leitfähige Substrat 22A, das Halbleiterelement 10A und die Anschluss-Bondschicht 32 überlappen mit dem leitfähigen Substrat 22B, gesehen in Breitenrichtung x.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Halbleiterbauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Verschiedene Vorschläge zur Ausgestaltung eines Halbleiterbauteils wurden bisher gemacht. In der Patentliteratur 1 ist ein Beispiel für die vorhandenen Halbleiterbauteile offenbart. Das in der Patentliteratur 1 offenbarte Halbleiterbauteil weist ein Substrat, eine erste Schaltungsschicht, eine zweite Schaltungsschicht, einen Halbleiterchip und einen Stabanschluss auf. Das Substrat ist aus einem isolierenden Material gebildet. Die erste Schaltungsschicht und die zweite Schaltungsschicht sind auf dem Substrat mit einem Abstand zueinander angeordnet. Der Halbleiterchip ist auf die erste Schaltungsschicht gebondet. Der Stabanschluss ist eine Metallplatte, die die Oberseite des Halbleiterchips und die Oberseite der zweiten Schaltungsschicht verbindet. Das eine Ende des Stabanschlusses ist über ein gesintertes Bondmaterial mit einer auf der Oberseite des Halbleiterchips ausgebildeten Elektrode verbunden, das andere Ende ist über ein gesintertes Bondmaterial mit der zweiten Schaltungsschicht verbunden. Entsprechend sind der Halbleiterchip und die zweite Schaltungsschicht elektrisch miteinander verbunden. Der Stabanschluss weist einen Chip-seitigen Bondabschnitt und einen Schaltungs-seitigen Bondabschnitt auf. Der Chip-seitige Bondabschnitt ist mit dem Halbleiterchip gebondet. Der Schaltungs-seitige Bondabschnitt ist mit der zweiten Schaltungsschicht verbunden. Dieser Chip-seitige Bondabschnitt und der Schaltungs-seitige Bondabschnitt sind über zwei ansteigende Abschnitte und einen Verbindungsabschnitt zu einem einheitlichen Körper geformt. Zwischen dem Chip-seitigen Bondabschnitt und dem Schaltungs-seitigen Bondabschnitt wird der Stabanschluss gebogen.
  • Zum Bonden des Stabanschlusses mit dem gesinterten Bondmaterial wird ein Pastenmaterial, das das Basismaterial des gesinterten Bondmaterials ist, erhitzt und als gesintertes Bondmaterial verwendet. Wenn der Stabanschluss mit einem Presselement gepresst wird, wird die Presskraft auch auf das Pastenmaterial ausgeübt. Durch das Erhitzen des Pastenmaterials unter Druck, wie oben beschrieben, werden die im Pastenmaterial enthaltenen Silberpartikel dazu gebracht, sich miteinander zu verbinden, wodurch die Haftfestigkeit verbessert wird.
  • Dokument des Standes der Technik
  • Patentschrift
  • Patentdokument 1: JP-A-2016-219681
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll
  • Wenn das Pastenmaterial gepresst wird, um zum gesinterten Bondmaterial geformt zu werden, muss der Druck gleichmäßig auf das Pastenmaterial ausgeübt werden. Andernfalls kann es zu einer mangelnden Festigkeit oder zum Versagen des gesinterten Bondmaterials kommen. Es ist jedoch schwierig, einen gebogenen Stabanschluss gleichmäßig zu pressen. Zum Beispiel kann sich die Form des Stabanschlusses aufgrund eines Herstellungsfehlers im Biegeprozess des Stabanschlusses individuell voneinander unterscheiden, was ein gleichmäßiges Pressen des Stabanschlusses erschwert. Außerdem kann der Halbleiterchip zerbrechen, wenn die Presskraft ungleichmäßig auf den Stabanschluss ausgeübt und auf den Halbleiterchip konzentriert wird. Daher können die bestehenden Halbleiterbauteile eine Verschlechterung in der Zuverlässigkeit erleiden.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Situation gemacht, und es ist eine Aufgabe, ein Halbleiterbauteil bereitzustellen, das ausgebildet ist, um eine Verschlechterung in der Zuverlässigkeit zu verhindern.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • In einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Halbleiterbauteil bereitgestellt mit: einem Halbleiterelement mit einer Elementvorderfläche und einer Elementrückfläche, die einander in einer ersten Richtung gegenüberliegen, wobei die Elementvorderfläche mit einer Vorderflächenelektrode ausgebildet ist und die Elementrückfläche mit einer Rückflächenelektrode ausgebildet ist; einem ersten Elektrodenelement, das eine erste Vorderfläche aufweist, die der Elementrückfläche gegenüberliegt und leitend mit der Rückflächenelektrode gebondet ist; einem zweiten Elektrodenelement, das eine zweite Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Vorderfläche weist und von dem ersten Elektrodenelement in einer zweiten Richtung orthogonal zu der ersten Richtung beabstandet ist; und einem Verbindungselement, das sich in der zweiten Richtung erstreckt und die Vorderflächenelektrode und das zweite Elektrodenelement elektrisch verbindet. Das Verbindungselement ist in der Richtung, in die die zweite Vorderfläche weist, versetzt von der zweiten Vorderfläche angeordnet und über eine leitfähige Bondschicht mit der Vorderflächenelektrode gebondet. Das erste Elektrodenelement, das Halbleiterelement und die leitfähige Bondschicht überlappen mit dem zweiten Elektrodenelement, in der zweiten Richtung gesehen.
  • In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils bereitgestellt, das aufweist: ein Halbleiterelement mit einer Elementvorderfläche und einer Elementrückfläche, die einander in einer ersten Richtung gegenüberliegen, wobei die Elementvorderfläche mit einer Vorderflächenelektrode ausgebildet ist und die ElementRückfläche mit einer Rückflächenelektrode ausgebildet ist; ein erstes Elektrodenelement, das eine erste Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die Elementvorderfläche weist; und ein zweites Elektrodenelement, das eine zweite Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Vorderfläche weist, wobei das zweite Elektrodenelement von dem ersten Elektrodenelement in einer zweiten Richtung orthogonal zu der ersten Richtung beabstandet ist. Das Verfahren weist auf: Montieren des Halbleiterelements auf dem ersten Elektrodenelement, so dass die Elementrückfläche und die erste Vorderfläche einander gegenüberliegen; elektrisches Verbinden der Vorderflächenelektrode und eines Verbindungselements über eine leitfähige Bondschicht; und Bonden des Verbindungselements mit dem zweiten Elektrodenelement. Das Verbindungselement ist von der zweiten Vorderfläche in der Richtung versetzt angeordnet, in der die zweite Vorderfläche weist. Zumindest ein Teil des ersten Elektrodenelements, des Halbleiterelements und der leitfähigen Bond-Schicht überlappen mit dem zweiten Elektrodenelement in der zweiten Richtung gesehen.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das Halbleiterbauteil gemäß der vorliegenden Offenbarung und das Verfahren zu seiner Herstellung können eine Verschlechterung in der Zuverlässigkeit dem Halbleiterbauteil verhindern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht, die das Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 3 ist eine Draufsicht auf das in 2 gezeigte Halbleiterbauteil, gesehen durch ein Dichtungsharz.
    • 4 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht von 3.
    • 5 ist eine Vorderansicht, die das Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 6 ist eine Ansicht von unten, die das Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 7 ist eine linke Seitenansicht, die das Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 8 ist eine rechte Seitenansicht, die das Halbleiterbauteil gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IX-IX in 3.
    • 10 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 3.
    • 11 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 10.
    • 12 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines ersten Press-Erhitzungs-Prozesses in einem Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 13 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des ersten Press-Erhitzungs-Prozesses in dem Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 14 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines zweiten Press-Erhitzungs-Prozesses in dem Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 15 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines ersten Press-Erhitzungs-Prozesses in einem anderen Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 16 ist eine Querschnittsansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 17 ist eine Querschnittsansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer anderen Variante der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 18 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleiterbauteil gemäß einer anderen Variante der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 19 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Halbleiterbauteil gemäß einer anderen Variante der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 20 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Halbleiterbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 21 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Halbleiterbauteils gemäß einer Variante der zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 22 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Halbleiterbauteils gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
    • 23 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Halbleiterbauteils gemäß einer Variante der dritten Ausführungsform zeigt.
    • 24 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Halbleiterbauteils gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
    • 25 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Halbleiterbauteils gemäß einer Variante der vierten Ausführungsform zeigt.
    • 26 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil eines Halbleiterbauteils gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
    • 27 ist eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauteil gemäß einer sechsten Ausführungsform, gesehen durch ein Dichtungsharz.
    • 28 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXVIII-XXVIII in 27.
  • MODUS BZW. AUSFÜHRUNGSFORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Halbleiterbauteile gemäß der vorliegenden Offenbarung und Verfahren zur Herstellung der Halbleiterbauteile werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • In der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung bedeuten die Ausdrücke „Ein Objekt A ist in einem Objekt B ausgebildet“ und „Ein Objekt A ist auf einem Objekt B ausgebildet“ die Situation, in der, sofern nicht ausdrücklich anders vermerkt, „das Objekt A direkt in oder auf dem Objekt B ausgebildet ist“ und „das Objekt A in oder auf dem Objekt B ausgebildet ist, wobei etwas anderes zwischen dem Objekt A und dem Objekt B eingefügt ist“. Ebenso bedeuten die Ausdrücke „Ein Objekt A ist in einem Objekt B angeordnet“ und „Ein Objekt A ist auf einem Objekt B angeordnet“ die Situation, in der, sofern nicht anders angegeben, „das Objekt A direkt in oder auf dem Objekt B angeordnet ist“ und „das Objekt A in oder auf dem Objekt B angeordnet ist, wobei etwas anderes zwischen dem Objekt A und dem Objekt B angeordnet ist“. Ferner bedeutet der Ausdruck „Ein Objekt A ist auf einem Objekt B angeordnet“ die Situation, in der, sofern nicht anders angegeben, „das Objekt A auf dem Objekt B angeordnet ist, in Kontakt mit dem Objekt B“, und „das Objekt A ist auf dem Objekt B angeordnet, wobei etwas anderes zwischen dem Objekt A und dem Objekt B angeordnet ist“. Ferner bedeuten die Ausdrücke „Ein Objekt A ist in einem Objekt B gestapelt“ und „Ein Objekt A ist auf einem Objekt B gestapelt“ die Situation, in der, sofern nicht ausdrücklich anders vermerkt, „das Objekt A direkt in oder auf dem Objekt B gestapelt ist“ und „das Objekt A in oder auf dem Objekt B gestapelt ist, wobei etwas anderes zwischen dem Objekt A und dem Objekt B liegt“. Weiterhin bedeutet der Ausdruck „Ein Objekt A überlappt mit einem Objekt B in einer bestimmten Richtung gesehen“ die Situation, in der, sofern nicht anders angegeben, „das Objekt A mit der Gesamtheit des Objekts B überlappt“ und „das Objekt A mit einem Teil des Objekts B überlappt“.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 1 bis 11 zeigen das Halbleiterbauteil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Halbleiterbauteil A1 gemäß der ersten Ausführungsform weist eine Vielzahl von Halbleiterelementen 10 auf, ein Träger-Substrat 20, eine Vielzahl von leitfähigen Bondschichten 3, Eingangs-Terminals 41 und 42, ein Ausgangs-Terminal 43, ein Paar Gate-Terminals 44A und 44B, ein Paar Erfassungs-Terminals 45A und 45B, eine Vielzahl von Dummy-Terminals 46, ein Paar Seiten-Terminals 47A und 47B, eine Vielzahl von Blockelektroden 48, eine Isolierplatte 49, eine Vielzahl von Anschlusselementen 51, eine Vielzahl von Drähten 6 und ein Dichtungsharz 7. Im Folgenden können die Eingangs-Terminals 41 und 42, das Ausgangs-Terminal 43, das Gate-Terminal-Paar 44A und 44B, das Erfassungs-Terminal-Paar 45A und 45B, die Vielzahl von Dummy-Terminals 46 und das Seiten-Terminal-Paar 47A und 47B gemeinsam als „Terminal 40“ bezeichnet werden, wo es angebracht ist.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Halbleiterbauteil A1 zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die das Halbleiterbauteil A1 zeigt. 3 ist die gleiche Draufsicht wie 2, jedoch durch das Dichtungsharz 7 gesehen. In 3 ist das Dichtungsharz 7 durch imaginäre Linien (gestricheltgepunktete Linien) angedeutet. 4 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht aus 3. 5 ist eine Vorderansicht, die das Halbleiterbauteil A1 zeigt. 6 ist eine Ansicht von unten, die das Halbleiterbauteil A1 zeigt. 7 ist eine linke Seitenansicht, die das Halbleiterbauteil A1 zeigt. 8 ist eine rechte Seitenansicht des Halbleiterbauteils A1. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IX-IX in 3. 10 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie X-X in 3. 11 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 10. In 11 sind die Drähte 6 nicht dargestellt.
  • Der Einfachheit halber werden in der Beschreibung in 1 bis 11 drei zueinander orthogonale Richtungen als eine Breitenrichtung x, eine Tiefenrichtung y und eine Dickenrichtung z definiert. Die Breitenrichtung x entspricht der Links-Rechts-Richtung in der Draufsicht auf das Halbleiterbauteil A1 (siehe 2 und 3). Die Tiefenrichtung y entspricht der Oben-Unten-Richtung in der Draufsicht auf das Halbleiterbauteil A1 (siehe 2 und 3). Darüber hinaus kann eine Seite in der Breitenrichtung x als xl-Seite in der Breitenrichtung ausgedrückt werden, und die andere Seite in der Breitenrichtung x kann als x2-Seite in der Breitenrichtung ausgedrückt werden, falls erforderlich. Ebenso kann eine Seite in der Tiefenrichtung y als y1-Seite in der Tiefenrichtung ausgedrückt werden, und die andere Seite in der Tiefenrichtung y kann als y2-Seite in der Tiefenrichtung ausgedrückt werden, eine Seite in der Dickenrichtung z kann als zl-Seite in der Dickenrichtung ausgedrückt werden, und die andere Seite in der Dickenrichtung z kann als z2-Seite in der Dickenrichtung ausgedrückt werden. Die Richtung in Richtung der z1-Seite in Dickenrichtung kann als nach unten und die Richtung in Richtung der z2-Seite in Dickenrichtung kann als nach oben ausgedrückt werden. Außerdem kann eine Größe in Dickenrichtung z als „Dicke“ ausgedrückt werden. Die Dickenrichtung z entspricht in der vorliegenden Offenlegung der „ersten Richtung“. In dieser Ausführungsform entspricht die Breitenrichtung x der „zweiten Richtung“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Vielzahl von Halbleiterelementen 10 ist jeweils aus einem Halbleitermaterial gebildet, das überwiegend aus Siliziumcarbonat (SiC) besteht. Das Halbleitermaterial ist jedoch nicht auf SiC beschränkt, sondern kann auch Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs) oder Galliumnitrid (GaN) sein. In dieser Ausführungsform werden die Halbleiterelemente 10 beispielhaft durch Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) dargestellt. Die Vielzahl der Halbleiterelemente 10 ist jedoch nicht auf MOSFET beschränkt, sondern kann jeweils ein Feldeffekttransistor, wie z. B. ein Metall-Isolator-Halbleiter-FET (MISFET), ein Bipolartransistor, wie z. B. ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), ein IC-Chip, wie z. B. ein LSI, eine Diode, ein Kondensator oder ähnliches sein. In dieser Ausführungsform sind alle Halbleiterelemente 10 gleich und als MOSFET vom n-Kanal-Typ ausgebildet. Die Halbleiterelemente 10 haben, ohne Einschränkung hierauf, jeweils eine rechteckige Form, in Dickenrichtung z gesehen (im Folgenden auch als „in Draufsicht“ bezeichnet). Die Dicke der Halbleiterelemente 10 beträgt etwa 50 bis 370 µm, ist aber nicht hierauf beschränkt.
  • Die Vielzahl von Halbleiterelementen 10 weisen, wie in 11 gezeigt, jeweils eine Elementvorderfläche 101 und eine Elementrückfläche 102 auf. Obwohl in 11 nur das Halbleiterelement 10A dargestellt ist, ist auch das Halbleiterelement 10B auf die gleiche Weise ausgebildet. In jedem der Halbleiterelemente 10 sind die Elementvorderfläche 101 und die Elementrückfläche 102 in der Dickenrichtung z voneinander beabstandet und in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet. In dieser Ausführungsform ist die Elementvorderfläche 101 in Dickenrichtung zur z2-Seite und die Elementrückfläche 102 in Dickenrichtung zur z1-Seite hin ausgerichtet.
  • Die Vielzahl von Halbleiterelementen 10 weist, wie in 11 dargestellt, jeweils eine Vorderflächenelektrode 11, eine Rückflächenelektrode 12 und einen Isolierfilm 13 auf.
  • Die Vorderflächenelektrode 11 ist auf der Elementvorderfläche 101 vorgesehen. Die Vorderflächenelektrode 11 weist eine erste Elektrode 111 und eine zweite Elektrode 112 auf, wie in 4 und 11 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die erste Elektrode 111 eine Source-Elektrode, durch die ein Quellstrom fließt. Die zweite Elektrode 112 ist in dieser Ausführungsform eine Gate-Elektrode, an die eine Gate-Spannung zur Ansteuerung des Halbleiterelements 10 angelegt wird. Die erste Elektrode 111 ist größer als die zweite Elektrode 112. Obwohl die in dieser Ausführungsform in einem einzigen Bereich ausgebildet ist, kann die erste Elektrode 111 in eine Vielzahl von Bereichen unterteilt sein.
  • Die Rückflächenelektrode 12 ist auf der Elementrückfläche 102 vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist die Rückflächenelektrode 12 über die Gesamtheit der Elementrückfläche 102 ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist die Rückflächenelektrode 12 eine Drain-Elektrode, durch die ein Drain-Strom fließt.
  • Der Isolierfilm 13 ist auf der Elementvorderfläche 101 vorgesehen, wie in 4 gezeigt. Der Isolierfilm 13 ist elektrisch isolierend. Der Isolierfilm 13 ist so ausgebildet, dass er die Vorderflächenelektrode 11 in der Draufsicht umgibt. Der Isolierfilm 13 isoliert zwischen der ersten Elektrode 111 und der zweiten Elektrode 112. Der Isolierfilm 13 besteht z. B. aus einer Siliziumdioxid (SiO2)-Schicht, einer Siliziumnitrid (SiN4)-Schicht und einer Polybenzoxazol-Schicht, die in dieser Reihenfolge von der Elementvorderfläche 101 aus gestapelt sind. Die Polybenzoxazol-Schicht in dem Isolierfilm 13 kann durch eine Polyimid-Schicht ersetzt werden. Der Aufbau des Isolierfilms 13 ist nicht auf die obige Beschreibung beschränkt.
  • Die Vielzahl von Halbleiterelementen 10 weist eine Vielzahl von Halbleiterelementen 10A und eine Vielzahl von Halbleiterelementen 10B auf. In dieser Ausführungsform bildet die Halbleiterbauteil A1 einen Halbbrücken-Schaltkreis. Die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A bildet den oberen Zweig des Schaltkreises, und die Vielzahl von Halbleiterelementen 10B bildet den unteren Zweig des Schaltkreises. Wie in 3 dargestellt, weist das Halbleiterbauteil A1 vier Halbleiterelemente 10A und vier Halbleiterelemente 10B auf. Die Anzahl der Halbleiterelemente 10 kann jedoch entsprechend dem erforderlichen Leistungsniveau des Halbleiterbauteils A1 beliebig verändert werden, ohne beschränkend auf das obige zu sein.
  • Die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A sind jeweils auf einem Träger-Substrat 20 (leitfähiges Substrat 22A, das nachfolgend beschrieben wird) montiert, wie in 3, 4, 10 und 11 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A in der Tiefenrichtung y mit einem Abstand zueinander ausgerichtet. Die Halbleiterelemente 10A sind jeweils auf dem leitfähigen Substrat 22A montiert, wobei die Elementrückfläche 102 dem leitfähigen Substrat 22A gegenüberliegt. Die Halbleiterelemente 10A sind, wie in 3, 4, 10 und 11 gezeigt, jeweils über eine leitfähige Bondschicht 3 (nachfolgend beschriebene Element-Bondschicht 31A) mit dem Träger-Substrat 20 (leitfähiges Substrat 22A) leitend verbunden. Alle Halbleiterelemente 10A überlappen sich mit dem leitfähigen Substrat 22B, in Breitenrichtung x gesehen.
  • Die Vielzahl der Halbleiterelemente 10B sind jeweils auf einem Träger-Substrat 20 (leitfähiges Substrat 22B, das nachfolgend beschrieben wird) montiert, wie in 3, 4 und 9 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist die Vielzahl der Halbleiterelemente 10B in der Tiefenrichtung y ausgerichtet, mit einem Abstand zueinander. Die Halbleiterelemente 10B sind jeweils auf dem leitfähigen Substrat 22B montiert, wobei die Elementrückfläche 102 dem leitfähigen Substrat 22B gegenüberliegt. Die Halbleiterelemente 10B sind, wie in 3, 4 und 9 gezeigt, jeweils über eine leitfähige Bondschicht 3 (Element-Bondschicht 31B, die nachfolgend beschrieben wird) mit dem Träger-Substrat 20 (leitfähiges Substrat 22B) leitend verbunden. Obwohl die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A und die Vielzahl von Halbleiterelementen 10B in dieser Ausführungsform, in der Breitenrichtung x gesehen, abwechselnd angeordnet sind, können die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A und die Vielzahl von Halbleiterelementen 10B in der Breitenrichtung x gesehen überlappend angeordnet sein.
  • Das Träger-Substrat 20 dient dazu, die Vielzahl von Halbleiterelementen 10 zu tragen. Das Träger-Substrat 20 weist ein Isoliersubstrat 21, eine Vielzahl von leitfähigen Substraten 22, ein Paar Isolierschichten 23A und 23B, ein Paar Gate-Schichten 24A und 24B und ein Paar Erfassungsschichten 25A und 25B auf.
  • Auf dem Isoliersubstrat 21 ist die Vielzahl von leitfähigen Substraten 22 angebracht, wie in 9 und 10 gezeigt. Das Isoliersubstrat 21 ist elektrisch isolierend. Das Isoliersubstrat 21 kann z. B. aus einer hoch wärmeleitfähigen Keramik gebildet werden. Beispiele für eine solche Keramik weisen Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumnitrid (SiN) und Aluminiumoxid (Al2O3) auf. In dieser Ausführungsform hat das Isoliersubstrat 21 eine rechteckige Form in der Draufsicht, wie in 3 dargestellt. Darüber hinaus ist das Isoliersubstrat 21 in Form einer einzelnen Platte ausgebildet. In dieser Ausführungsform entspricht das Isoliersubstrat 21 dem „Isolierelement“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Isoliersubstrat 21 weist eine Vorderfläche 211 und eine Rückfläche 212 auf, wie in 9 und 10 dargestellt. Die Vorderfläche 211 und die Rückfläche 212 sind in der Dickenrichtung z voneinander beabstandet und in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet. Die Vorderfläche 211 ist der Seite zugewandt, auf der die Vielzahl von leitfähigen Substraten 22 montiert ist, also der z2-Seite in Dickenrichtung zugewandt. Die Vorderfläche 211 ist zusammen mit der Vielzahl der leitfähigen Substrate 22 und der Vielzahl der Halbleiterelemente 10 mit dem Dichtungsharz 7 bedeckt. Die Rückfläche 212 weist in Dickenrichtung zur z1-Seite. Die Rückfläche 212 ist von dem Dichtungsharz 7 freigelegt, wie in 6, 9 und 10 gezeigt. An die Rückfläche 212 kann z. B. ein nicht dargestellter Kühlkörper angeschlossen werden. Dabei kann das Isoliersubstrat 21 für jedes der Vielzahl von leitfähigen Substraten 22 individuell vorgesehen sein, ohne einschränkend für das obige zu sein. In dieser Ausführungsform entspricht die Vorderfläche 211 der „Isolierelement-Vorderfläche“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Vielzahl der leitfähigen Substrate 22 ist jeweils aus einem leitfähigen plattenförmigen Material gebildet. Die leitfähigen Substrate 22 sind jeweils aus Kupfer oder einer Kupferbasislegierung gebildet. Dementsprechend sind die leitfähigen Substrate 22 Kupfersubstrate. Alternativ können die leitfähigen Substrate 22 jeweils als ein Verbundsubstrat ausgebildet sein, das aus einem Graphitsubstrat und einem Kupfermaterial besteht, das auf beiden Seiten des Graphitsubstrats in der Dickenrichtung z vorgesehen ist. Weiterhin kann die Oberfläche jedes der leitfähigen Substrate 22 mit Silber beschichtet sein. Die Vielzahl an leitfähigen Substraten 22 bilden jeweils einen elektrischen Leitungspfad zu den entsprechenden Halbleiterelementen 10, in Zusammenwirkung mit der Vielzahl an Terminals 40. Die Vielzahl der leitfähigen Substrate 22 sind voneinander beabstandet und jeweils auf der Vorderfläche 211 des Isoliersubstrats 21 angeordnet.
  • Die Vielzahl der leitfähigen Substrate 22 weist ein leitfähiges Substrat 22A und ein leitfähiges Substrat 22B auf. In dieser Ausführungsform sind die leitfähigen Substrate 22A und 22B auf dem Isoliersubstrat 21 in der Breitenrichtung x mit einem Abstand dazwischen ausgerichtet, wie in 3, 9, 10 und 11 gezeigt. Die leitfähigen Substrate 22A und 22B haben beide eine rechteckige Form in einer Draufsicht, wie in 3 gezeigt.
  • Das leitfähige Substrat 22A ist auf der Vorderfläche 211 des Isoliersubstrats 21 über ein Bondmaterial 220A gebondet, wie in 9, 10 und 11 gezeigt. Dabei kann das Bondmaterial 220A aus einem leitfähigen Material wie Silberpaste, Lot oder einem Sintermetall oder aus einem Isoliermaterial bestehen. Das leitfähige Substrat 22A ist auf der x2-Seite in Breitenrichtung angeordnet, in Bezug auf das leitfähige Substrat 22B, wie in 3, 9, 10 und 11 gezeigt. Das leitfähige Substrat 22A weist, wie in 9, 10 und 11 gezeigt, eine Vorderfläche 221A auf, die der z2-Seite in Dickenrichtung zugewandt ist, und die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A ist auf der Vorderfläche 221A montiert. Das leitfähige Substrat 22A überlappt in seiner Gesamtheit mit dem leitfähigen Substrat 22B, gesehen in der Breitenrichtung x. Eine Größe T22A des leitfähigen Substrats 22A in der Dickenrichtung z beträgt ungefähr 0,4 bis 3,0 mm. In dieser Ausführungsform entspricht das leitfähige Substrat 22A dem „ersten Elektrodenelement“ und dem „ersten leitfähigen Substrat“ in der vorliegenden Offenbarung. Darüber hinaus entspricht die Vorderfläche 221A der „ersten Vorderfläche“ in der vorliegenden Offenbarung, und das Bondmaterial 220A entspricht dem „ersten Bondmaterial“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Das leitfähige Substrat 22B wird über ein Bondmaterial 220B auf die Vorderfläche 211 des Isoliersubstrats 21 gebondet, wie in 9, 10 und 11 gezeigt. Dabei kann das Bondmaterial 220B aus einem leitfähigen Material wie Silberpaste, Lot oder einem Sintermetall oder einem Iosliermaterial bestehen. Das leitfähige Substrat 22B weist, wie in 9, 10 und 11 gezeigt, eine Vorderfläche 221B auf, die in Dickenrichtung der z2-Seite zugewandt ist, und die Vielzahl von Halbleiterelementen 10B sind auf der Vorderfläche 221B montiert. Darüber hinaus ist ein Ende jedes der Vielzahl von Anschlusselementen 51 mit der Vorderfläche 221B verbunden. Eine Größe T22B des leitfähigen Substrats 22B in der Dickenrichtung z beträgt etwa 0,4 bis 3,0 mm. In dieser Ausführungsform entspricht das leitfähige Substrat 22B dem „zweiten Elektrodenelement“ und dem „zweiten leitfähigen Substrat“ in der vorliegenden Offenbarung. Darüber hinaus entspricht die Vorderfläche 221B der „zweiten Vorderfläche“ in der vorliegenden Offenbarung, und das Bondmaterial 220B entspricht dem „zweiten Bondmaterial“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • In dieser Ausführungsform weichen die Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A und die Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B in der Dickenrichtung z voneinander ab, wie in 11 gezeigt. Dementsprechend wird auf dem Träger-Substrat 20 ein Höhenunterschied in Dickenrichtung z erzeugt. In dieser Ausführungsform beträgt ein Abstand ΔT1 (siehe 11) zwischen der Vorderfläche 221A und der Rückfläche 221B in der Dickenrichtung z etwa 100 bis 500 µm. In dieser Ausführungsform wird der Abstand ΔT1 durch Anpassen der Größe des leitfähigen Substrats 22A und des leitfähigen Substrats 22B in Dickenrichtung z bestimmt. Mit anderen Worten, die Differenz zwischen der Größe T22A des leitfähigen Substrats 22A in Dickenrichtung z und der Größe T22B des leitfähigen Substrats 22B in Dickenrichtung z beträgt etwa 100 bis 500µm. Aus einem anderen Blickwinkel betrachtet, entspricht der Abstand ΔT1 der Gesamtsumme der Größe der Halbleiterelemente 10 in Dickenrichtung z, der Größe der Element-Bondschicht 31A in Dickenrichtung z und der Größe der Anschluss-Bondschicht 32 in Dickenrichtung z. Dementsprechend vergrößert sich der Abstand ΔT1, wenn das Halbleiterelement 10 dicker ist, und verringert sich der Abstand ΔT1, wenn das Halbleiterelement 10 dünner ist. Auch bei der Element-Bondschicht 31A und der Anschluss-Bondschicht 32 kann der Abstand ΔT1 entsprechend der Dicke dieser Schichten eingestellt werden.
  • Das Paar der Isolierschichten 23A und 23B, die elektrisch isolierend sind, werden beispielsweise aus einem Glas-Epoxidharz gebildet. Das Paar der Isolierschichten 23A und 23B hat jeweils eine bandartige Form, die sich in der Tiefenrichtung y erstreckt, wie in 3 gezeigt. Die Isolierschicht 23A ist auf die Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A gebondet, wie in 3, 9 und 10 dargestellt. Die Isolierschicht 23A ist in Breitenrichtung auf der x2-Seite in Bezug auf die Vielzahl der Halbleiterelemente 10A angeordnet. Die Isolierschicht 23B ist mit der Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B gebondet, wie in 3, 9 und 10 gezeigt. Die Isolierschicht 23B ist auf der xl-Seite in Breitenrichtung, bezogen auf das Halbleiterelement 10B, angeordnet.
  • Das Paar von Gate-Schichten 24A und 24B, die elektrisch isolierend sind, sind aus Kupfer oder einer Kupferbasislegierung gebildet. Das Paar der Gate-Schichten 24A und 24B hat jeweils eine bandartige Form, die sich in der Tiefenrichtung y erstreckt, wie in 3 gezeigt. Die Gate-Schicht 24A ist auf der Isolierschicht 23A angeordnet, wie in 3, 9 und 10 dargestellt. Die Gate-Schicht 24A ist mit der zweiten Elektrode 112 (Gate-Elektrode) jedes Halbleiterelements 10A über einen Draht 6 (Gate-Draht 61, der später beschrieben wird) elektrisch verbunden. Die Gate-Schicht 24B ist auf der Isolierschicht 23B angeordnet, wie in 3, 9 und 10 gezeigt. Die Gate-Schicht 24B ist mit der zweiten Elektrode 112 (Gate-Elektrode) jedes Halbleiterelements 10B über einen Draht 6 (Gate-Draht 61, der später beschrieben wird) elektrisch verbunden.
  • Das Paar von Erfassungsschichten 25A und 25B, die elektrisch isolierend sind, sind aus Kupfer oder einer Kupferbasislegierung gebildet. Das Paar der Erfassungsschichten 25A und 25B hat jeweils eine bandartige Form, die sich in der Tiefenrichtung y erstreckt, wie in 3 dargestellt. Die Erfassungsschicht 25A ist auf der Isolierschicht 23A zusammen mit der Gate-Schicht 24A angeordnet, wie in 3, 9 und 10 gezeigt. Die Erfassungsschicht 25A ist in der Draufsicht auf die Isolierschicht 23A benachbart zur Gate-Schicht 24A mit einem Abstand zu dieser angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Erfassungsschicht 25A in Breitenrichtung x näher an der Vielzahl von Halbleiterelementen 10A angeordnet, als es die Gate-Schicht 24A ist. Mit anderen Worten, die Erfassungsschicht 25A ist auf der xl-Seite in Breitenrichtung angeordnet, bezogen auf die Gate-Schicht 24A. Dabei können die Gate-Schicht 24A und die Erfassungsschicht 25A auch umgekehrt in Breitenrichtung x angeordnet sein. Die Erfassungsschicht 25A ist mit der zweiten Elektrode 111 (Source-Elektrode) jedes Halbleiterelements 10A über einen Draht 6 (Erfassungsdraht 62, der später beschrieben wird) elektrisch verbunden. Die Erfassungsschicht 25B ist auf der Isolierschicht 23B zusammen mit der Gate-Schicht 24B angeordnet, wie in 3, 9 und 10 gezeigt. Die Erfassungsschicht 25B ist in der Draufsicht auf die Isolierschicht 23B benachbart zur Gate-Schicht 24B mit einem Abstand zu dieser angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Erfassungsschicht 25B in Breitenrichtung x näher an der Vielzahl von Halbleiterelementen 10B angeordnet, als es die Gate-Schicht 24B ist. Mit anderen Worten, die Erfassungsschicht 25B ist in der Breitenrichtung auf der x2-Seite angeordnet, bezogen auf die Gate-Schicht 24B. Dabei können die Gate-Schicht 24B und die Erfassungsschicht 25B in der Breitenrichtung x auch umgekehrt angeordnet sein. Die Erfassungsschicht 25B ist über einen Draht 6 (Erfassungsdraht 62, der später beschrieben wird) mit der zweiten Elektrode 111 (Source-Elektrode) jedes Halbleiterelements 10B elektrisch verbunden.
  • Die Vielzahl der leitfähigen Bondschichten 3 sind jeweils aus einem Metall gebildet, das einem Sinterprozess unterzogen wurde. In dieser Ausführungsform sind die leitfähigen Bondschichten 3 jeweils aus gesintertem Silber gebildet. Es können jedoch auch andere Sintermetalle, wie z. B. gesintertes Kupfer, verwendet werden. Die leitfähigen Bondschichten 3 haben eine poröse Struktur mit einer Vielzahl von winzigen Poren, und in dieser Ausführungsform sind die winzigen Poren leer. Die winzigen Poren können jedoch z. B. mit einem Epoxidharz gefüllt sein. Mit anderen Worten, die leitfähigen Bondschichten 3 können jeweils aus einem Sintermetall gebildet werden, das ein Epoxidharz enthält. Dabei führt ein zu hoher Epoxidharzanteil zu einer verminderten Leitfähigkeit der leitfähigen Bondschicht 3, so dass es vorteilhaft ist, den Epoxidharzanteil unter Berücksichtigung des aktuellen Volumens im Halbleiterbauteil A1 zu bestimmen. Die leitfähige Bondschicht 3 kann gebildet werden, indem ein sinterfähiges Metallmaterial dem Sinterprozess unterzogen wird. In dieser Ausführungsform weisen die leitfähigen Bondschichten 3 jeweils ein Filet auf, wie beispielsweise in 11 dargestellt. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, dass die leitfähigen Bondschichten 3 das Filet aufweisen.
  • In dieser Ausführungsform weist die Vielzahl von leitfähigen Bondschichten 3 eine Vielzahl von Element-Bondschichten 31A und 31B, eine Vielzahl von Anschluss-Bondschichten 32 und eine Vielzahl von Block-Bondschichten 33 auf.
  • Die Vielzahl von Element-Bondschichten 31A dienen jeweils dazu, die Halbleiterelemente 10A mit dem leitfähigen Substrat 22A zu bonden. Die Element-Bondschichten 31A sind jeweils zwischen der Elementrückfläche 102 des entsprechenden Halbleiterelements 10A und dem leitfähigen Substrat 22A angeordnet, wodurch die Rückflächenelektrode 12 des Halbleiterelements 10A und das leitfähige Substrat 22A elektrisch verbunden werden. Die Element-Bondschichten 31A haben jeweils eine Dicke von etwa 20 bis 80 µm. Die Dicke entspricht der Größe des Abschnitts in Dickenrichtung z, der zwischen dem Halbleiterelement 10A und dem leitfähigen Substrat 22A liegt. Die Dicke der Element-Bondschichten 31A ist jedoch nicht auf die oben genannten Werte beschränkt. Jede der Element-Bondschichten 31A überlappt in ihrer Gesamtheit mit dem leitfähigen Substrat 22B, gesehen in Breitenrichtung x.
  • Die Vielzahl von Element-Bondschichten 31B dienen jeweils dazu, die Halbleiterelemente 10B mit dem leitfähigen Substrat 22B zu verbinden. Die Element-Bondschichten 31B sind jeweils zwischen der Elementrückfläche 102 des entsprechenden Halbleiterelements 10B und dem leitfähigen Substrat 22B angeordnet, wodurch die Rückflächenelektrode 12 des Halbleiterelements 10B und das leitfähige Substrat 22B elektrisch verbunden werden. Die Element-Bondschichten 31B haben wie die Element-Bondschichten 31A jeweils eine Dicke von etwa 20 bis 80 µm. Die Dicke entspricht der Größe des Abschnitts in Dickenrichtung z, der zwischen dem Halbleiterelement 10B und dem leitfähigen Substrat 22B liegt. Die Dicke der Element-Bondschichten 31B ist jedoch nicht auf die oben genannten Werte beschränkt.
  • Die Vielzahl der Anschluss-Bondschichten 32 dient jeweils dazu, einen Teil des Anschlusselements 51 mit dem entsprechenden Halbleiterelement 10A zu bonden. Genauer gesagt sind die Anschluss-Bondschichten 32 jeweils zwischen der Elementvorderfläche 101 des Halbleiterelements 10A und einem Teil des Anschlusselements 51 (erster Bondabschnitt 511, der später beschrieben wird) angeordnet, wodurch die Vorderflächenelektrode 11 (erste Elektrode 111) des Halbleiterelements 10A und das Anschlusselement 51 elektrisch verbunden werden. Die Anschluss-Bondschichten 32 haben jeweils eine Dicke von etwa 20 bis 80 µm. Die Dicke entspricht der Größe des Abschnitts in Dickenrichtung z, der zwischen dem Halbleiterelement 10A und dem Anschlusselement 51 liegt. Die Dicke der Anschluss-Bondschicht 32 ist jedoch nicht auf die oben genannten Werte beschränkt. Die Anschluss-Bondschichten 32 überlappen sich jeweils mit dem leitfähigen Substrat 22B, mit Ausnahme des Filets, in Breitenrichtung x gesehen. In dieser Ausführungsform entspricht die Anschluss-Bondschicht 32 der „leitfähigen Bondschicht“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Vielzahl von Block-Bondschichten 33 dient jeweils dazu, eine der Vielzahl von Blockelektroden 48 mit dem entsprechenden Halbleiterelement 10B zu bonden. Genauer gesagt sind die Bondschichten 33 jeweils zwischen der Elementvorderfläche 101 des Halbleiterelements 10B und der in Dickenrichtung zur z2-Seite weisenden Fläche der Block-Bondschicht 33 angeordnet, wodurch die Vorderflächenelektrode 11 (erste Elektrode 111) des Halbleiterelements 10B und die Blockelektrode 48 elektrisch verbunden werden. Die Block-Bondschichten 33 haben jeweils eine Dicke von etwa 20 bis 80 µm. Die Dicke entspricht der Größe des Abschnitts in Dickenrichtung z, der zwischen dem Halbleiterelement 10B und der Blockelektrode 48 liegt. Die Dicke der Block Bondschicht 33 ist jedoch nicht auf die oben genannten Werte beschränkt.
  • Die beiden Eingangs-Terminals 41 und 42 sind jeweils aus einer Metallplatte gebildet. Die Metallplatte besteht aus Kupfer oder einer Legierung auf Kupferbasis. In dieser Ausführungsform haben die beiden Eingangs-Terminals 41 und 42 beide eine Größe von etwa 0,8 mm in der Dickenrichtung z, ohne hierauf einschränkend zu sein. Die beiden Eingangs-Terminals 41 und 42 sind beide in einem Bereich des Halbleiterbauteils A1 auf der x2-Seite in Breitenrichtung angeordnet, wie in 3, 9 und 10 gezeigt. Zwischen den beiden Eingangs-Terminalen 41 und 42 wird z. B. eine Quellenspannung angelegt. An die Eingangs-Terminals 41 und 42 kann die Quellenspannung direkt von einer nicht dargestellten Stromquelle oder über eine nicht dargestellte Stromschiene angelegt werden, die von den jeweiligen Seiten mit den Eingangs-Terminals 41 und 42 verbunden ist. Alternativ kann auch eine Dämpfungsschaltung parallel geschaltet werden. Das Eingangs-Terminal 41 ist die positive Elektrode (P-Terminal), und das Eingangs-Terminal 42 ist die negative Elektrode (N-Terminal). Das Eingangs-Terminal 42 ist sowohl von dem Eingangs-Terminal 41 als auch von dem leitfähigen Substrat 22A in Dickenrichtung z beabstandet.
  • Das Eingangs-Terminal 41 weist, wie in 3 und 9 gezeigt, einen Pad-Abschnitt 411 und einen Terminal-Abschnitt 412 auf.
  • Der Pad-Abschnitt 411 entspricht dem Abschnitt des Eingangs-Terminals 41, der mit dem Dichtungsharz 7 bedeckt ist. Ein Endabschnitt des Pad-Abschnitts 411 auf der xl-Seite in Breitenrichtung ist kammzahnförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl von Kammzahnabschnitten 411a auf. Dabei kann der Pad-Abschnitt 411 in der Draufsicht rechteckig ausgebildet sein, ohne die Vielzahl der Kammzahnabschnitte 411a. Die Vielzahl der Kammzahnabschnitte 411a sind jeweils leitend mit der Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A gebondet. In dieser Ausführungsform werden die Kammzahnabschnitte 411a des Pad-Abschnitts 411 jeweils durch Schweißen mit einem Laserstrahl (im Folgenden „Laserschweißen“) mit dem leitfähigen Substrat 22A verbunden. In dieser Ausführungsform ist die Art des Laserstrahls nicht spezifisch begrenzt, sondern es kann z. B. ein grüner YAG-Laser verwendet werden. Die Kammzahnabschnitte 411a und das leitfähige Substrat 22A können, ohne Beschränkung auf das Laserschweißen, durch Ultraschallschweißen oder mit einem leitfähigen Bondmaterial verbunden werden. Im Falle des Laserschweißens wird eine Schweißmarkierung M41 gebildet, wie in 3 und 9 gezeigt.
  • Der Termina-Abschnitt 412 entspricht dem aus dem Dichtungsharz 7 freigelegten Abschnitt des Eingangs-Terminals 41. Der Terminal-Abschnitt 412 erstreckt sich in einer Draufsicht vom Dichtungsharz 7 in Richtung der x2-Seite in Breitenrichtung, wie in 3, 5, 6, 8 und 9 dargestellt.
  • Das Eingangs-Terminal 42 weist, wie in 3 und 9 gezeigt, einen Pad-Abschnitt 421 und einen Terminal-Abschnitt 422 auf.
  • Der Pad-Abschnitt 421 entspricht dem Abschnitt des Eingangs-Terminals 42, der mit dem Dichtungsharz 7 abgedeckt ist. Der Pad-Abschnitt 421 weist einen Verbindungsabschnitt 421a und eine Vielzahl vorstehender Abschnitte 421b auf. Der Verbindungsabschnitt 421a hat eine bandartige Form, die sich in der Tiefenrichtung y erstreckt. Der Verbindungsabschnitt 421a ist mit dem Terminal-Abschnitt 422 verbunden. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 421b haben jeweils eine bandartige Form, die sich vom Verbindungsabschnitt 421a in Richtung der xl-Seite in Breitenrichtung erstreckt. In dieser Ausführungsform erstrecken sich die vorstehenden Abschnitte 421b jeweils von dem Verbindungsabschnitt 421a bis zu einer Position, die mit dem Halbleiterelement 10B überlappt, in einer Draufsicht. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 421b sind in Draufsicht in Tiefenrichtung y mit einem Abstand zueinander ausgerichtet. Die vorstehenden Abschnitte 421b haben jeweils einen distalen Abschnitt, der in einer Draufsicht mit der entsprechenden Blockelektrode 48 überlappt. Der distale Abschnitt ist durch Laserschweißen mit der Blockelektrode 48 verbunden. In dieser Ausführungsform bezieht sich der distale Abschnitt auf den Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 421b auf der in Breitenrichtung x gegenüberliegenden Seite des Verbindungsabschnitts 421a und den Randabschnitt auf der in Breitenrichtung xl-seitigen Seite. Dabei können die vorstehenden Abschnitte 421b und die jeweiligen Blockelektroden 48 verbunden werden, ohne Einschränkung auf das Laserschweißen, durch Ultraschallschweißen oder mit einem leitfähigen Bondmaterial. Im Falle des Laserschweißens wird eine Schweißmarkierung M42 gebildet, wie in 3, 4 und 9 gezeigt.
  • Der Terminal-Abschnitt 422 entspricht dem aus dem Dichtungsharz 7 freigelegten Abschnitt des Eingangs-Terminals 42. Der Terminal-Abschnitt 422 erstreckt sich in einer Draufsicht vom Dichtungsharz 7 in Richtung der x2-Seite in Breitenrichtung, wie in 3, 5, 8 und 9 gezeigt. Der Terminal-Abschnitt 422 hat in der Draufsicht eine rechteckige Form. Der Terminal-Abschnitt 422 überlappt mit dem Terminal-Abschnitt 412 des Eingangs-Terminals 41 in einer Draufsicht, wie in 3, 8 und 9 gezeigt. Der Terminal-Abschnitt 422 ist von dem Terminal-Abschnitt 412 zur z2-Seite in Dickenrichtung beabstandet. In dieser Ausführungsform hat der Terminal-Abschnitt 422 die gleiche Form wie der Terminal-Abschnitt 412.
  • Das Ausgangs-Terminal 43 ist aus einer Metallplatte gebildet. Die Metallplatte besteht z. B. aus Kupfer oder einer Kupferbasislegierung. Das Ausgangs-Terminal 43 ist in einem Bereich des Halbleiterbauteils A1 auf der xl-Seite in der Breitenrichtung angeordnet, wie in 3 und 9 gezeigt. Wechselstrom (Spannung), der von der Vielzahl von Halbleiterelementen 10 gewandelt wird, wird vom Ausgangs-Terminal 43 ausgegeben.
  • Das Ausgangs-Terminal 43 weist, wie in 3 und 9 gezeigt, einen Pad-Abschnitt 431 und einen Terminal-Abschnitt 432 auf.
  • Der Pad-Abschnitt 431 entspricht dem Abschnitt des Ausgangs-Terminals 43, der mit dem Dichtungsharz 7 abgedeckt ist. Ein Endabschnitt des Pad-Abschnitts 431 auf der x2-Seite in Breitenrichtung ist kammzahnförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl von Kammzahnabschnitten 431a auf. Dabei kann der Pad-Abschnitt 431 in der Draufsicht rechteckig ausgebildet sein, ohne die Vielzahl von Kammzahnabschnitten 431a. Die Vielzahl der Kammzahnabschnitte 431a sind jeweils leitend mit der Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B gebondet. In dieser Ausführungsform sind die Kammzahnabschnitte 431a des Pad-Abschnitts 431 jeweils durch Laserschweißen mit dem leitfähigen Substrat 22B verbunden. Die Kammzahnabschnitte 431a und das leitfähige Substrat 22B können ohne Einschränkung durch Laserschweißen, durch Ultraschallschweißen oder mit einem leitfähigen Bondmaterial verbunden werden. Im Falle des Laserschweißens wird eine Schweißmarkierung M43 gebildet, wie in 3 und 9 gezeigt.
  • Der Terminal-Abschnitt 432 entspricht dem Abschnitt des Ausgangs-Terminals 43, der aus dem Dichtungsharz 7 herausragt. Der Terminal-Abschnitt 432 erstreckt sich vom Dichtungsharz 7 in Richtung der xl-Seite in Breitenrichtung, wie in 3, 5, 6, 7 und 9 gezeigt.
  • Das Paar von Gate-Terminals 44A und 44B ist in Tiefenrichtung y neben den leitfähigen Substraten 22A bzw. 22B angeordnet, wie in 1 bis 6 gezeigt. Eine Gate-Spannung zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterelementen 10A wird an das Gate-Terminal 44A angelegt. An das Gate-Terminal 44B wird eine Gate-Spannung zum Ansteuern der Vielzahl von Halbleiterelementen 10B angelegt.
  • Das Paar von Gate-Terminals 44A und 44B weist jeweils einen Pad-Abschnitt 441 und einen Terminal-Abschnitt 442 auf, wie in 3 und 4 gezeigt. In jedem der Gate-Terminals 44A und 44B ist der Pad-Abschnitt 441 mit dem Dichtungsharz 7 abgedeckt. Daher werden die Gate-Terminals 44A und 44B jeweils von dem Dichtungsharz 7 getragen. Die Oberfläche des Pad-Abschnitts 441 kann z. B. mit Silber beschichtet sein. Der Terminal-Abschnitt 442 ist mit dem Pad-Abschnitt 441 verbunden und ist vom Dichtungsharz 7 freigelegt. Der Terminal-Abschnitt 442 hat eine L-Form, in Breitenrichtung x gesehen.
  • Das Paar von Erfassungs-Terminals 45A und 45B ist in der Breitenrichtung x neben dem Paar von Gate-Terminals 44A bzw. 44B angeordnet, wie in 1 bis 6 gezeigt. Vom Erfassungs-Terminal 45A wird eine an die jeweiligen Vorderflächenelektroden 11 (erste Elektrode 111) der Vielzahl der Halbleiterelemente 10A angelegte Spannung (entsprechend dem Quellstrom) erfasst. Am Erfassungs-Terminal 45B wird eine an die jeweiligen Vorderflächenelektroden 11 (erste Elektrode 111) der Vielzahl der Halbleiterelemente 10B angelegte Spannung (entsprechend dem Quellstrom) erkannt.
  • Das Paar von Erfassungs-Terminals 45A und 45B weist jeweils einen Pad-Abschnitt 451 und einen Terminal-Abschnitt 452 auf, wie in 3 und 4 gezeigt. In jedem der Erfassungs-Terminals 45A und 45B ist der Pad-Abschnitt 451 mit dem Dichtungsharz 7 bedeckt. Daher werden die Erfassungs-Terminals 45A und 45B jeweils von dem Dichtungsharz 7 getragen. Die Oberfläche des Pad-Abschnitts 451 kann z. B. mit Silber beschichtet sein. Der Terminal-Abschnitt 452 ist mit dem Pad-Abschnitt 451 verbunden und ist vom Dichtungsharz 7 freigelegt. Der Terminal-Abschnitt 452 hat eine L-Form, in Breitenrichtung x gesehen.
  • Die Vielzahl von Dummy-Terminals 46 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Paars von Erfassungs-Terminals 45A und 45B in Bezug auf das Paar von Gate-Terminals 44A bzw. 44B in der Breitenrichtung x angeordnet, wie in 1 bis 6 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind sechs Dummy-Terminals 46 vorgesehen. Drei dieser Dummy-Terminals 46 sind auf einer Seite (x2-Seite) in Breitenrichtung angeordnet. Die restlichen drei Dummy-Terminals 46 sind auf der anderen Seite (xl-Seite) in Breitenrichtung angeordnet. Die Ausgestaltung der Vielzahl von Dummy-Terminals 46 ist nicht auf die obigen Ausführungen beschränkt. Darüber hinaus kann die Vielzahl der Dummy-Terminals 46 weggelassen werden.
  • Die Vielzahl von Dummy-Terminals 46 weist jeweils einen Pad-Abschnitt 461 und einen Terminal-Abschnitt 462 auf, wie in 3 und 4 dargestellt. Bei jeder der Dummy-Terminals 46 ist der Pad-Abschnitt 461 mit dem Dichtungsharz 7 abgedeckt. Daher werden die Dummy-Terminals 46 jeweils von dem Dichtungsharz 7 getragen. Die Oberfläche des Pad-Abschnitts 461 kann z. B. mit Silber beschichtet sein. Der Terminal-Abschnitt 462 ist mit dem Pad-Abschnitt 461 verbunden und ist vom Dichtungsharz 7 freigelegt. Der Terminal-Abschnitt 462 hat eine L-Form, in Breitenrichtung x gesehen. Die Form des Terminal-Abschnitts 462 ist die gleiche wie die des Terminal-Abschnitts 442 des Paars von Gate-Terminals 44A und 44B und die des Terminal-Abschnitts 452 des Paars von Erfassungs-Terminals 45A und 45B.
  • Das Paar von Seiten-Terminals 47A und 47B ist in einer Draufsicht am Endabschnitt des Dichtungsharzes 7 auf der y1-Seite in Tiefenrichtung angeordnet und überlappt mit den jeweiligen Rändern des Dichtungsharzes 7 in Breitenrichtung x, wie in 3 gezeigt. Das Seiten-Terminal 47A ist mit dem leitfähigen Substrat 22A gebondet und mit dem Dichtungsharz 7 bedeckt, mit Ausnahme der in Breitenrichtung x2 zugewandten Stirnfläche. Das Seiten-Terminal 47B ist mit dem leitfähigen Substrat 22B gebondet und mit dem Dichtungsharz 7 bedeckt, mit Ausnahme der in Breitenrichtung zur xl-Seite weisenden Stirnfläche. In dieser Ausführungsform überlappen die Seiten-Terminals 47A und 47B in der Draufsicht vollständig mit dem Dichtungsharz 7. Die Seiten-Terminals 47A und 47B sind jeweils mit den leitfähigen Substraten 22A und 22B durch Laserschweißen verbunden. Dabei kann das Seiten-Terminal 47A und das leitfähige Substrat 22A sowie das Seiten-Terminal 47B und das leitfähige Substrat 22B, ohne Einschränkung auf das Laserschweißen, durch Ultraschallschweißen oder mit einem leitfähigen Bondmaterial verbunden werden. Beim Laserschweißen wird, wie in 3 und 10 gezeigt, eine Schweißmarkierung M47 gebildet. Die Seiten-Terminals 47A und 47B weisen jeweils einen Abschnitt auf, der in Draufsicht gebogen ist, und einen weiteren Abschnitt, der in Dickenrichtung z gebogen ist. Die Ausgestaltung der Seiten-Terminals 47A und 47B ist nicht auf das oben Gesagte beschränkt. Beispielsweise können sich die Seiten-Terminals 47A und 47B weiter so erstrecken, dass sie in einer Draufsicht aus dem Dichtungsharz 7 herausragen. Ferner kann das Halbleiterbauteil A1 ohne die Seiten-Terminals 47A und 47B sein.
  • Das Paar von Gate-Terminals 44A und 44B, das Paar von Erfassungs-Terminals 45A und 45B und die Vielzahl von Dummy-Terminals 46 sind entlang der Breitenrichtung x in einer Draufsicht ausgerichtet, wie in 1 bis 6 gezeigt. In dem Halbleiterbauteil A1 sind das Paar Gate-Terminals 44A und 44B, das Paar Erfassungs-Terminals 45A und 45B, die Vielzahl von Dummy-Terminals 46 und das Paar Seiten-Terminals 47A und 47B aus demselben Anschlussrahmen („lead frame“) gebildet.
  • Die Vielzahl von Blockelektroden 48 sind jeweils zwischen einem Teil des Eingangs-Terminals 42 und der Elementvorderfläche 101 des entsprechenden Halbleiterelements 10B angeordnet, wie in 3 und 9 gezeigt, wodurch das Eingangs-Terminal 42 und die Vorderflächenelektrode 11 (erste Elektrode 111) des Halbleiterelements 10B elektrisch verbunden sind. Dementsprechend ist das Eingangs-Terminal 42 über die Vielzahl von Blockelektroden 48 elektrisch mit der ersten Elektrode 111 der jeweiligen ersten Elektroden 111 der Halbleiterelemente 10B verbunden. Die Blockelektroden 48 sind jeweils über die leitfähige Bondschicht 3 (Blockbondschicht 33) mit der ersten Elektrode 111 des Halbleiterelements 10B verbunden. Die Blockelektroden 48 sind jeweils so angeordnet, dass sie mit dem Halbleiterelement 10B und den distalen Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 421b des Eingangs-Terminals 42 in einer Draufsicht überlappen. Die Blockelektroden 48 sind mit dem distalen Abschnitt der jeweiligen vorstehenden Abschnitte 421b des Eingangs-Terminals 42 durch Laserschweißen verbunden. Die Blockelektroden 48 sind elektrisch leitfähig. Das Material der Blockelektrode 48 ist nicht spezifisch begrenzt, aber es kann z. B. Kupfer (Cu), ein Kupfer-Molybdän (CuMo)-Verbundmaterial, ein Kupfer-Inver-Kupfer (CIC)-Verbundmaterial verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform sind die Blockelektroden 48 in einer quadratischen Säulenform ausgebildet, die in der Draufsicht eine rechteckige Form hat. Die Form der Blockelektrode 48 kann jedoch in einer kreisförmigen Säulenform ausgebildet sein, die in einer Draufsicht eine kreisförmige Form aufweist, ohne Einschränkung des Vorstehenden.
  • Die Isolierplatte 49, die elektrisch isolierend ist, ist z. B. aus Isolierpapier gebildet. Ein Teil der Isolierplatte 49 ist plattenförmig und wird zwischen dem Terminal-Abschnitt 412 des Eingangs-Terminals 41 und dem Terminal-Abschnitt 422 des Eingangs-Terminals 42 in der Dickenrichtung z angeordnet, wie in 3, 5, 8, 9 und 10 gezeigt. In der Draufsicht überlappt das Eingangs-Terminal 41 vollständig mit der Isolierplatte 49. Außerdem überlappen sich beim Eingangs-Terminal 42 in der Draufsicht ein Teil des Pad-Abschnitts 421 und die Gesamtheit des Terminal-Abschnitts 422 mit der Isolierplatte 49. Die Isolierplatte 49 dient zur Isolierung zwischen den beiden Eingangs-Terminals 41 und 42. Ein Teil der Isolierplatte 49 (Abschnitt auf der xl-Seite in Breitenrichtung) ist mit dem Dichtungsharz 7 bedeckt.
  • Die Isolierplatte 49 weist, wie in 3 und 9 dargestellt, einen Zwischenabschnitt 491 und einen vorstehenden Abschnitt 492 auf. Der Zwischenabschnitt 491 ist zwischen dem Terminal-Abschnitt 412 des Eingangs-Terminals 41 und dem Terminal-Abschnitt 422 des Eingangs-Terminals 42 in der Dickenrichtung z angeordnet. Die Gesamtheit des Zwischenabschnitts 491 ist zwischen dem Terminal-Abschnitt 412 und dem Terminal-Abschnitt 422 angeordnet. Der vorstehende Abschnitt 492 erstreckt sich weiter von dem Zwischenabschnitt 491 in Richtung der x2-Seite in der Breitenrichtung in Bezug auf den Terminal-Abschnitt 412 und den Terminal-Abschnitt 422.
  • Die Vielzahl von Anschlusselementen 51 dient dazu, die Halbleiterelemente 10A und das leitfähige Substrat 22B zu verbinden. Die Anschlusselemente 51 sind z.B. jeweils aus Kupfer gebildet. Die Anschlusselemente 51 können aus einem plattierten Material wie z.B. CIC gebildet sein. Wie in 3 und 4 gezeigt, haben die Anschlusselemente 51 in der Draufsicht jeweils eine rechteckige Form, die sich in der Breitenrichtung x erstreckt. Die Anschlusselemente 51 sind flache, plattenförmige Verbindungselemente. Bei dieser Ausführungsform haben die Anschlusselemente 51 jeweils eine Größe in Dickenrichtung z (d. h. Dicke) von etwa 160 bis 250 µm. Die Dicke der Anschlusselemente 51 ist jedoch nicht auf die oben genannten Werte beschränkt. Die Anschlusselemente 51 sind in Dickenrichtung auf der z2-Seite, bezogen auf die Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B, angeordnet. Die Anschlusselemente 51 entsprechen jeweils dem „Verbindungselement“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Anschlusselemente 51 weisen jeweils einen ersten Bondabschnitt 511, einen zweiten Bondabschnitt 512 und einen Kommunikationsabschnitt 513 auf.
  • Der erste Bondabschnitt 511 ist an die Vorderflächenelektrode 11 (erste Elektrode 111) des Halbleiterelements 10A über die leitfähige Bondschicht 3 (Anschluss-Bondschicht 32) gebondet. In einer Draufsicht überlappt der erste Bondabschnitt 511 mit der ersten Elektrode 111 des Halbleiterelements 10A, der Anschluss-Bondschicht 32 und dem Halbleiterelement 10A.
  • Der zweite Bondabschnitt 512 ist durch Laserschweißen an das leitfähige Substrat 22B gebondet, wie in 3, 10 und 11 gezeigt. Der zweite Bondabschnitt 512 weist eine Schweißmarkierung M51 auf, die durch das Laserschweißen gebildet wurde.
  • Der Kommunikationsabschnitt 513 ist mit dem ersten Bondabschnitt 511 und dem zweiten Bondabschnitt 512 verbunden. Der Kommunikationsabschnitt 513 überlappt sowohl mit dem ersten Bondabschnitt 511 als auch mit dem zweiten Bondabschnitt 512, gesehen in Breitenrichtung x.
  • Die Anschlusselemente 51 weisen jeweils eine Anschluss-Vorderfläche 51a auf. Die Anschluss-Vorderfläche 51a weist in Dickenrichtung zur z2-Seite. Bei dieser Ausführungsform ist die Anschluss-Vorderfläche 51a im Allgemeinen flach. Die Anschluss-Vorderfläche 51a weist die jeweiligen Flächen des ersten Bondabschnitts 511, des zweiten Bondabschnitts 512 und des Kommunikationsabschnitts 513 auf, die in Dickenrichtung zur z2-Seite weisen.
  • Jeder der Vielzahl von Drähten 6 ist ein so genannter Bonddraht. Die Drähte 6, die elektrisch leitfähig sind, werden beispielsweise aus Aluminium, Gold oder Kupfer gebildet. Bei dieser Ausführungsform weist die Vielzahl von Drähten 6 eine Vielzahl von Gate-Drähten 61, eine Vielzahl von Erfassungsdrähten 62, ein Paar von ersten Verbindungsdrähten 63 und ein Paar von zweiten Verbindungsdrähten 64 auf, wie in 3 und 4 gezeigt.
  • Die Vielzahl von Gate-Drähten 61 haben jeweils ein Ende, das an die zweiten Elektrode 112 (Gate-Elektrode) des Halbleiterelements 10 gebondet ist, und ein anderes Ende, das an eine des Paars von Gate-Schichten 24A und 24B gebondet ist, wie in 3 und 4 gezeigt. Die Vielzahl der Gate-Drähte 61 weist denjenigen auf, der die zweite Elektrode 112 des Halbleiterelements 10A und die Gate-Schicht 24A elektrisch verbindet, und denjenigen, der die zweite Elektrode 112 des Halbleiterelements 10B und die Gate-Schicht 24B elektrisch verbindet.
  • Die Vielzahl von Erfassungsdrähten 62 haben jeweils ein Ende, das an die erste Elektrode 111 (Source-Elektrode) des Halbleiterelements 10 gebondet ist, und ein anderes Ende, das an eine des Paars von Erfassungsschichten 25A und 25B gebondet ist, wie in 3 und 4 gezeigt. Die Vielzahl der Erfassungsdrähte 62 weist denjenigen auf, der die erste Elektrode 111 des Halbleiterelements 10A und die Erfassungsschicht 25A elektrisch verbindet, und denjenigen, der die erste Elektrode 111 des Halbleiterelements 10B und die Erfassungsschicht 25B elektrisch verbindet.
  • Von dem Paar der ersten Verbindungsdrähte 63, wie in 3 und 4 gezeigt, verbindet einer die Gate-Schicht 24A und das Gate-Terminal 44A, und der andere verbindet die Gate-Schicht 24B und das Gate-Terminal 44B. Der eine der ersten Verbindungsdrähte 63 ist mit einem Ende an die Gate-Schicht 24A gebondet und mit dem anderen Ende an den Pad-Abschnitt 441 des Gate-Terminals 44A gebondet, so dass eine elektrische Verbindung dazwischen besteht. Der andere der ersten Verbindungsdrähte 63 ist mit einem Ende an die Gate-Schicht 24B gebondet und mit dem anderen Ende an den Pad-Abschnitt 441 des Gate-Terminals 44B gebondet, so dass eine elektrische Verbindung dazwischen besteht.
  • Von dem Paar der zweiten Verbindungsdrähte 64, wie in 3 und 4 gezeigt, verbindet einer die Erfassungsschicht 25A und das Erfassungs-Terminal 45A, und der andere verbindet die Erfassungsschicht 25B und das Erfassungs-Terminal 45B. Der eine der zweiten Verbindungsdrähte 64 ist mit einem Ende an die Erfassungsschicht 25A und mit dem anderen Ende an den Pad-Abschnitt 451 des Erfassungs-Terminals 45A gebondet, so dass eine elektrische Verbindung dazwischen besteht. Der andere der zweiten Verbindungsdrähte 64 ist mit einem Ende an die Erfassungsschicht 25B gebondet und mit dem anderen Ende an den Pad-Abschnitt 451 des Erfassungs-Terminals 45B gebondet, so dass eine elektrische Verbindung dazwischen besteht.
  • Das Dichtungsharz 7 bedeckt, wie in 1 bis 3 und 5 bis 10 gezeigt, die Vielzahl der Halbleiterelemente 10, einen Teil des Träger-Substrats 20, die Vielzahl der leitfähigen Bondschichten 3, einen Teil jedes der Terminals 40, die Vielzahl der Anschlusselemente 51 und die Vielzahl der Drähte 6. Das Dichtungsharz 7 wird z. B. aus einem Epoxidharz gebildet. Das Dichtungsharz 7 weist eine Harz-Vorderfläche 71, eine Harz-Rückfläche 72 und eine Vielzahl von Harz-Seitenflächen 731 bis 734 auf, wie in 1 bis 3 und 5 bis 10 gezeigt.
  • Die Harz-Vorderfläche 71 und die Harz-Rückfläche 72 sind voneinander beabstandet und in entgegengesetzten Richtungen, in der Dickenrichtung z, ausgerichtet, wie in 5 und 7 bis 10 gezeigt. Die Harz-Vorderfläche 71 weist in Dickenrichtung zur z2-Seite, und die Harz-Rückfläche 72 weist in Dickenrichtung zur z1-Seite. Die Harz-Rückfläche 72 ist, wie in 6 gezeigt, in einer Draufsicht rahmenförmig um die Rückfläche 212 des Isoliersubstrats 21 herum ausgebildet. Die Rückfläche 212 des Isoliersubstrats 21 ist von der Harz-Rückfläche 72 freigelegt. Die Vielzahl von Harz-Seitenflächen 731 bis 734 sind jeweils sowohl mit der Harz-Vorderfläche 71 als auch mit der Harz-Rückfläche 72 verbunden und in Dickenrichtung z dazwischen angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Harz-Seitenflächen 731 und 732 voneinander beabstandet und in entgegengesetzte Richtungen, in Breitenrichtung x, ausgerichtet. Die Harz-Seitenfläche 731 ist in Breitenrichtung zur x2-Seite hin ausgerichtet, und die Harz-Seitenfläche 732 ist in Breitenrichtung zur xl-Seite hin ausgerichtet. Die Harz-Seitenflächen 733 und 734 sind voneinander beabstandet und in entgegengesetzte Richtungen, in Tiefenrichtung y, ausgerichtet. Die Harz-Seitenfläche 733 weist in Tiefenrichtung zur y2-Seite, und die Harz-Seitenfläche 734 weist in Tiefenrichtung zur y1-Seite.
  • Bei dieser Ausführungsform weist das Dichtungsharz 7 eine Vielzahl von Ausnehmungen 75 auf, die jeweils von der Harz-Rückfläche 72 in der Dickenrichtung z ausgenommen sind, wie in 5, 6, 9 und 10 dargestellt. Dabei kann das Dichtungsharz 7 auch ohne diese Ausnehmungen 75 sein. Die Vielzahl von Ausnehmungen 75 erstrecken sich jeweils in Tiefenrichtung y, und zwar in der Draufsicht vom Rand der Harz-Rückfläche 72 auf der y1-Seite in Tiefenrichtung bis zum Rand auf der y2-Seite in Tiefenrichtung. Bei dieser Ausführungsform sind an den jeweiligen Seiten der Rückflächen 212 des Isoliersubstrats 21 in der Breitenrichtung x, in der Draufsicht, drei Ausnehmungen 75 ausgebildet.
  • Ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils A1 gemäß der ersten Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
  • Zunächst wird das Träger-Substrat 20 vorbereitet. Im Prozess der Vorbereitung des Träger-Substrats 20 (Träger-Substrat-Vorbereitungsprozess) werden das Isoliersubstrat 21 mit der Vorderfläche 211, das leitfähige Substrat 22A mit der Vorderfläche 221A und das leitfähige Substrat 22B mit der Vorderfläche 221B vorbereitet. Das leitfähige Substrat 22A und das leitfähige Substrat 22B sind Metallplatten, die jeweils eine rechteckige Form in der Draufsicht haben. Die leitfähigen Substrate 22A und 22B sind in der Dickenrichtung z unterschiedlich groß, wobei das leitfähige Substrat 22B größer ist. Der Größenunterschied in der Dickenrichtung z beträgt etwa 100 bis 500 µm. Dann wird das leitfähige Substrat 22A mit dem Bondmaterial 220A und das leitfähige Substrat 22B mit dem Bondmaterial 220B auf die Vorderfläche 211 des Isoliersubstrats 21 gebondet. Zu diesem Zeitpunkt sind die leitfähigen Substrate 22A und 22B mit einem Abstand zueinander angeordnet, wobei die jeweiligen Vorderflächen 221A und 221B in die gleiche Richtung wie die Vorderfläche 211 des Isoliersubstrats 21 weisen. Die leitfähigen Substrate 22A und 22B sind beide auf der Vorderfläche 211 des isolierenden Substrats 21 angeordnet. Daher entsteht zwischen der Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A und der Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B aufgrund des Größenunterschieds in der Dickenrichtung z ein Höhenunterschied. Der Abstand zwischen der Vorderfläche 211A und der Vorderfläche 211B in Dickenrichtung z beträgt etwa 100 bis 500 µm, was dem Größenunterschied zwischen dem leitfähigen Substrat 22A und dem leitfähigen Substrat 22B in Dickenrichtung z entspricht. Dann werden das Paar der Isolierschichten 23A und 23B, das Paar der Gate-Schichten 24A und 24B und das Paar der Erfassungsschichten 25A, 25B auf die leitfähigen Substrate 22A und 22B gebondet. Dabei können die Isolierschicht 23A, die Gate-Schicht 24A und die Erfassungsschicht 25A auf das leitfähige Substrat 22A gebondet werden, bevor das leitfähige Substrat 22A auf das Isoliersubstrat 21 gebondet wird. Ebenso können die Isolierschicht 23B, die Gate-Schicht 24B und die Erfassungsschicht 25B auf das leitfähige Substrat 22B gebondet werden, bevor das leitfähige Substrat 22B mit dem isolierenden Substrat 21 gebondet wird.
  • Anschließend wird die Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301A gebildet. Das sinterfähige Metallmaterial 301A dient als Grundmaterial der Element-Bondschicht 31A. In dieser Ausführungsform wird als sinterfähiges Metallmaterial 301A pastenförmiges, sinterfähiges Silber verwendet. Das pastenförmige sinterfähige Silber wird durch Mischen von Silberpartikeln in Mikro- oder Nanogröße in einem Lösungsmittel gewonnen. In dieser Ausführungsform ist das Lösungsmittel für das sinterfähige Silber frei von oder im Wesentlichen frei von Epoxidharz. Beim Verfahren zur Bildung der sinterfähigen Metallmaterialien 301A (erstes Verfahren zur Bildung der sinterfähigen Metallmaterialien) werden die sinterfähigen Metallmaterialien 301A auf das leitfähige Substrat 22A aufgebracht, beispielsweise durch Siebdruck mit einer Maske. Das Verfahren zur Bildung der Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301A ist jedoch nicht auf den Siebdruck beschränkt. Zum Beispiel kann ein Dispenser verwendet werden, um das sinterfähige Metallmaterial 301A aufzutragen. Die Dicke des wie oben aufgetragenen sinterfähigen Metallmaterials 301A beträgt etwa 50 bis 300 µm.
  • Die Vielzahl der sinterfähigen Metallmaterialien 301A wird dann getrocknet. In diesem Trocknungsprozess (erster Trocknungsprozess) werden die sinterfähigen Metallmaterialien 301A bei einer Temperatur von etwa 140°C für etwa 20 Minuten erhitzt. Die Erhitzungsbedingung ist dabei nicht auf die oben genannte beschränkt. Durch diesen Prozess wird das Lösungsmittel des sinterfähigen Metallmaterials 301A verdampft.
  • Anshcließend wird das Halbleiterelement 10A auf jedes der Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301A montiert. Bei dem Prozess der Montage des Halbleiterelements 10A (erster Montageprozess) wird das Halbleiterelement 10A auf dem leitfähigen Substrat 22A montiert, wobei die Elementrückfläche 102 des Halbleiterelements 10A dem leitfähigen Substrat 22A gegenüberliegt.
  • Dann wird das sinterfähige Metallmaterial 302 auf jedem der Vielzahl von Halbleiterelementen 10A ausgebildet. Das sinterfähige Metallmaterial 302 dient als Grundmaterial der Anschluss-Bondschicht 32. In dieser Ausführungsform wird vorgeformtes, sinterfähiges Silber als sinterfähiges Metallmaterial 302 verwendet. Das vorgeformte sinterfähige Silber kann z. B. durch Trocknen des pastenförmigen sinterfähigen Silbers und Formen in eine vorbestimmte Form erhalten werden. Das vorgeformte sinterfähige Silber kann nach dem Formen in die vorgegebene Form erneut getrocknet werden. Bei dem Verfahren zum Formen des sinterfähigen Metallmaterials 302 (zweites Verfahren zum Formen des sinterfähigen Metallmaterials) wird jedes aus der Vielzahl der sinterfähigen Metallmaterialien 302 auf einem aus der Vielzahl der Halbleiterelemente 10A montiert. Die Dicke des wie oben montierten sinterfähigen Metallmaterials 302 beträgt etwa 20 bis 140 µm.
  • Die Halbleiterelemente 10A und das leitfähige Substrat 22B werden dann mit der Vielzahl von Anschlusselementen 51 verbunden. eim Verbinden der Anschlusselemente 51 (Anschlussverbindungsprozess) werden die Anschlusselemente 51 jeweils so platziert, dass ein Endabschnitt auf der x2-Seite in Breitenrichtung mit dem sinterfähigen Metallmaterial 302 überlappt und der andere Endabschnitt auf der xl-Seite in Breitenrichtung mit dem leitfähigen Substrat 22B überlappt, in einer Draufsicht. An diesem Punkt sind die Anschlusselemente 51 jeweils im Wesentlichen parallel zu einer Ebene orthogonal zur Dickenrichtung z (x-y-Ebene) angeordnet.
  • Anschließend wird eine Druckerhitzung ausgeführt, um die sinterfähigen Metallmaterialien 301A und 302 in Sintermetalle zu verwandeln. Bei diesem Druckerhitzungsprozess (erster Druckerhitzungs-Prozess) wird ein Druckbeaufschlagungselement 80 verwendet, um die Anschlusselemente 51 von der Seite der Anschluss-Vorderfläche 51a zu pressen, wie in 13 gezeigt, um Druck auf die Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301A und 302 auszuüben. Ein Puffer, z. B. aus Kohlenstoff oder Teflon (eingetragenes Marke), kann an der Druckfläche des Druckelements 80 angebracht sein. Da die Anschlusselemente 51 im Allgemeinen parallel zur x-y-Ebene angeordnet sind, kontaktiert das Druckbeaufschlagungselement 80 die Anschluss-Vorderfläche 51a jedes Anschlusselements 51 mit einem gleichmäßigen Druck. Dann werden die sinterfähigen Metallmaterialien 301A und 302, die über das Anschlusselement 51 gepresst werden, bei einer Temperatur von ca. 250°C für ca. 90 Sekunden erhitzt. Die Erhitzungsbedingung ist dabei nicht auf die oben genannte beschränkt. Als Ergebnis werden die Silberpartikel in jeder der Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301A und 302 miteinander verbunden, wodurch sie zu Sintermetallen werden. Durch den ersten Druckerhitzungsprozess wird das sinterfähige Metallmaterial 301A zu der Element-Bondschicht 31A der leitfähigen Bondschicht 3 geformt, und das sinterfähige Metallmaterial 302 wird zu der Anschluss-Bondschicht 32 der leitfähigen Bondschicht 3 geformt. Darüber hinaus wird das Filet auf jeder der Element-Bondschichten 31A und den Anschluss-Bondschichten 32 gebildet. Der Sinterprozess gemäß der vorliegenden Offenbarung bezieht sich hier auf den Trocknungsprozess und den Druckerhitzungsprozess, im Fall der Bildung des Sintermetalls aus dem pastenartigen sinterfähigen Metallmaterial, und auf den Druckerhitzungsprozess im Fall der Bildung des Sintermetalls aus dem vorgeformten sinterfähigen Metallmaterial.
  • Dann wird der andere Endabschnitt jedes der Anschlusselemente 51 auf der xl-Seite in der Breitenrichtung an das leitfähige Substrat 22B gebondet. Bei dem Prozess des Bondes der Anschlusselemente 51 (Anschluss-Bond-Prozess) wird das Laserschweißen eingesetzt. Die Art des Laserstrahls, der beim Laserschweißen verwendet wird, ist nicht spezifisch begrenzt, aber es kann z. B. ein grüner YAG-Laser verwendet werden. Als Ergebnis wird die Schweißmarkierung M51 gebildet, und die Anschlusselemente 51 werden leitend an das leitfähige Substrat 22B gebondet.
  • Danach wird die Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301B gebildet. Das sinterfähige Metallmaterial 301B dient als Grundmaterial der Element-Bondschicht 31B. Bei dieser Ausführungsform wird das pastenförmige sinterfähige Silber als sinterfähiges Metallmaterial 301B verwendet, wie im Fall des sinterfähigen Metallmaterials 301A. Beim Prozess zur Bildung des sinterfähigen Metallmaterials 301B (drittes Verfahren zur Bildung sinterfähiger Metallmaterialien) werden die sinterfähigen Metallmaterialien 301B auf das leitfähige Substrat 22B aufgebracht, z. B. durch Siebdruck mit einer Maske, wie im ersten Verfahren zur Bildung des sinterfähigen Metallmaterials. Das Verfahren zur Bildung der Vielzahl von sinterfähigen Metallwerkstoffen 301B ist jedoch nicht auf den Siebdruck beschränkt. Zum Beispiel kann ein Dispenser verwendet werden, um das sinterfähige Metallmaterial 301B aufzutragen. Die Dicke des wie oben aufgetragenen sinterfähigen Metallmaterials 301B beträgt etwa 50 bis 100 µm.
  • Die Vielzahl der sinterfähigen Metallmaterialien 301B wird dann getrocknet. In dem Trocknungsprozess (zweiter Trocknungsprozess) werden die sinterfähigen Metallmaterialien 301B bei einer Temperatur von ungefähr 140°C für ungefähr 20 Minuten erhitzt. Dabei ist die Erhitzungsbedingung nicht auf die oben genannte beschränkt. Durch diesen Prozess wird das Lösungsmittel des sinterfähigen Metallmaterials 301B verdampft.
  • Anschließend wird das Halbleiterelement 10B auf jedes der Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301B montiert. Bei dem Prozess der Montage des Halbleiterelements 10B (zweiter Montageprozess) wird das Halbleiterelement 10B auf dem leitfähigen Substrat 22B montiert, wobei die Elementrückfläche 102 des Halbleiterelements 10B dem leitfähigen Substrat 22B gegenüberliegt.
  • Danach wird das sinterfähige Metallmaterial 303 auf jedem der Vielzahl von Halbleiterelementen 10B ausgebildet. Das sinterfähige Metallmaterial 303 dient als Grundmaterial der Block-Bondschicht 33. Bei dieser Ausführungsform wird das vorgeformte sinterfähige Silber als sinterfähiges Metallmaterial 303 verwendet, wie im Fall des sinterfähigen Metallmaterials 302. Bei dem Verfahren zur Bildung des sinterfähigen Metallmaterials 303 (viertes Verfahren zur Bildung des sinterfähigen Metallmaterials) wird jedes der Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 303 auf einem der Vielzahl von Halbleiterelementen 10B angebracht, wie in 14 gezeigt. Obwohl das sinterfähige Metallmaterial 303 hier das Filet in 14 aufweist, ist die Form des Querschnitts parallel zur Dickenrichtung z des sinterfähigen Metallmaterials 303, das dem vierten Verfahren zur Bildung des sinterfähigen Metallmaterials unterzogen wurde, allgemein rechteckig. Die Dicke des sinterfähigen Metallmaterials 303, das wie oben montiert wurde, beträgt etwa 20 bis 140 µm.
  • Dann wird die Blockelektrode 48 auf jedes der Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 303 montiert, wie in 14 gezeigt. Der Prozess der Montage der Blockelektrode 48 wird als Blockelektroden-Montageprozess bezeichnet.
  • Anschließend wird eine Druckerhitzung ausgeführt, um die sinterfähigen Metallmaterialien 301B und 303 in Sintermetalle zu verwandeln. Bei diesem Druckerhitzungsprozess (zweiter Druckerhitzungsprozess) wird ein Druckbeaufschlagungselement 81, das sich von dem Druckbeaufschlagungselement 80 unterscheidet, verwendet, um die Blockelektroden 48 von der Oberseite zu pressen, wie in 14 gezeigt, um Druck auf die Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301B und 303 auszuüben. Dabei können das Druckbeaufschlagungselement 80 und das Druckbeaufschlagungselement 81 auch dasselbe sein. Danach werden die sinterfähigen Metallmaterialien 301B und 303, die über die Blockelektroden 48 gepresst sind, bei einer Temperatur von ungefähr 250°C für ungefähr 90 Sekunden erhitzt. Die Erhitzungsbedingung ist dabei nicht auf die oben genannte beschränkt. Als Ergebnis werden die Silberpartikel in jeder der Vielzahl von sinterfähigen Metallmaterialien 301B und 303 miteinander verbunden, wodurch sie zu Sintermetallen werden. Durch den zweiten Druckerhitzungsprozess wird das sinterfähige Metallmaterial 301B zur Element-Bondschicht 31B der leitfähigen Bondschicht 3 geformt, und das sinterfähige Metallmaterial 303 wird zur Block-Bondschicht 33 der leitfähigen Bondschicht 3 geformt. Darüber hinaus wird das Filet auf jeder der Element-Bondschichten 31B und der Block-Bondschichten 33 gebildet.
  • Anschließend wird die Vielzahl der Anschlüsse 40 gebondet. Der Prozess/das Verfahren zum Bonden der Terminals 40 (Terminal-Bondverfahren) weist die folgenden Schritte auf. Die Reihenfolge der folgenden Schritte ist nicht speziell eingeschränkt. Zum Bonden des Eingangs-Terminals 41 wird der Kammzahnabschnitt 411a an die Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A gebondet. Für diesen Vorgang kann entweder Laserschweißen oder Ultraschallschweißen verwendet werden. Um das Ausgangs-Terminal 43 zu bonden, wird der Kammzahnabschnitt 431a mit der Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B gebondet. Für diesen Prozess kann entweder Laserschweißen oder Ultraschallschweißen verwendet werden. Bei dem Eingangs-Terminal 42 wird das Eingangs-Terminal 42 mit dem Eingangs-Terminal 41 und der Blockelektrode 48 verbunden, wobei die Isolierplatte 49 dazwischen liegt. An dieser Stelle wird der distale Abschnitt jedes der vorstehenden Abschnitte 421b des Eingangs-Terminals 42 mit der entsprechenden Blockelektrode 48 in Kontakt gebracht, so dass er sich in der Draufsicht mit dieser überlappt. Dabei wird ein nicht dargestellter Klebmittel verwendet, um das Eingangs-Terminal 42 mit der Isolierplatte 49 zu bonden, und das Laserschweißen wird verwendet, um das Eingangs-Terminal 42 mit der Blockelektrode 48 zu verbinden. Das Paar Gate-Terminals 44A und 44B, das Paar Erfassungs-Terminals 45A und 45B, die Vielzahl von Dummy-Terminals 46 und das Paar Seiten-Terminals 47A und 47B sind auf demselben Anschlussrahmen ausgebildet und miteinander verbunden. Dementsprechend sind die Abschnitte des Anschlussrahmens, die den Steien-Terminals 47A und 47B entsprechen, an die Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A bzw. die Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B gebondet. Für diesen Prozess kann entweder das Laserschweißen oder das Ultraschallschweißen verwendet werden.
  • Anschließend wird die Vielzahl von Drähten 6 gebildet. Bei dem Prozess der Bildung der Drähte 6 (Drahtbildungsprozess) wird beispielsweise ein bekannter Drahtbonder eingesetzt. Der Drahtbildungsprozess schließt die Bildung der Vielzahl von Gate-Drähten 61 mit ein, die jeweils die zweite Elektrode 112 des Halbleiterelements 10A und die Gate-Schicht 24A verbinden, und der Vielzahl von Gate-Drähten 61, die jeweils die zweite Elektrode 112 des Halbleiterelements 10B und die Gate-Schicht 24B verbinden. Der Drahtbildungsprozess weist auch das Bilden der Vielzahl von Erfassungsdrähten 62 auf, die jeweils die erste Elektrode 111 des Halbleiterelements 10A und die Erfassungsschicht 25A verbinden, und der Vielzahl von Erfassungsdrähten 62, die jeweils die erste Elektrode 111 des Halbleiterelements 10B und die Erfassungsschicht 25B verbinden. Weiterhin werden der erste Verbindungsdraht 63, der die Gate-Schicht 24A und das Gate-Terminal 44A verbindet, und der erste Verbindungsdraht 63, der die Gate-Schicht 24B und das Gate-Terminal 44B verbindet, gebildet. Noch weiter werden der zweite Verbindungsdraht 64, der die Erfassungsschicht 25A und das Erfassungs-Terminal 45A verbindet, und der zweite Verbindungsdraht 64, der die Erfassungsschicht 25B und das Erfassungs-Terminal 45B verbindet, gebildet. Hier ist die Reihenfolge der Ausbildung der Vielzahl von Drähten 6 nicht spezifisch begrenzt.
  • Anschließend wird das Dichtungsharz 7 gebildet. Für den Prozess der Bildung des Dichtungsharzes 7 (Harzbildungsprozess) wird beispielsweise ein Transfer-Molding-Verfahren eingesetzt. Das Dichtungsharz 7 wird z.B. aus einem Epoxidharz gebildet. Bei dieser Ausführungsform ist das Dichtungsharz 7 so ausgebildet, dass es die Vielzahl von Halbleiterelementen 10, einen Teil des Träger-Substrats 20, die Vielzahl von leitfähigen Bondschichten 3, einen Teil jedes der Vielzahl von Terminals 40, die Vielzahl von Anschlusselementen 51 und die Vielzahl von Drähten 6 abdeckt. Von dem so gebildeten Dichtungsharz 7 sind ein Teil jedes der Anschlüsse 40 und ein Teil des Träger-Substrats 20, insbesondere die Rückfläche 212 des Isoliersubstrats 21, freigelegt.
  • Danach werden ggf. verschiedene Arten von Nachbearbeitungen ausgeführt. Die Nachbearbeitungen schließen beispielsweise das Abschneiden eines nicht benötigten Abschnitts der Vielzahl von Anschlüssen 40 (z. B. eines Teils des Anschlussrahmens) und das Biegen der Vielzahl von Anschlüssen 40 mit ein. Die Nachbearbeitung kann auch das Gravieren oder Drucken eines Buchstabens oder einer Markierung auf dem Dichtungsharz 7 umfassen.
  • Durch den vorstehenden Prozess kann das in 1 bis 11 gezeigte Halbleiterbauteil A1 erhalten werden. Der vorstehende Prozess/Verfahren ist lediglich beispielhaft, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
  • Nachfolgend werden die Vorteile des Halbleiterbauteils A1 gemäß der ersten Ausführungsform und dessen Herstellungsverfahren beschrieben.
  • In dem Halbleiterbauteil A1 sind die Halbleiterelemente 10A, die auf dem leitfähigen Substrat 22A montiert sind, über die Anschlusselemente 51 elektrisch mit dem leitfähigen Substrat 22B verbunden. Das leitfähige Substrat 22A, die Halbleiterelemente 10A und die Anschluss-Bondschicht 32 überlappen mit dem leitfähigen Substrat 22B, gesehen in Breitenrichtung x. Aufgrund dieser Ausgestaltung entsteht ein Höhenunterschied zwischen der Fläche, auf der die Halbleiterelemente 10A montiert sind, und der Fläche, an die der zweite Bondabschnitt 512 des Anschlusselements 51 gebondet ist. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Fläche, auf der die Halbleiterelemente 10A montiert sind, der Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A, und die Fläche, an die der zweite Bondabschnitt 512 des Anschlusselements 51 gebondet ist, entspricht der Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B. Dementsprechend können die Anschlusselemente 51 zum Beispiel in einer flachen Plattenform ohne einen gebogenen Abschnitt ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Anschluss-Vorderflächen 51a der jeweiligen Anschlusselemente 51 beim Druckerhitzungsprozess (Sinterprozess) gleichmäßig verpresst werden. Daher kann verhindert werden, dass die Presskraft ungleichmäßig wird, und folglich kann der Durchbruch des Halbleiterelements 10A und der Mangel an Festigkeit der leitfähigen Bondschicht 3 verhindert werden. Als Ergebnis kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Halbleiterbauteile A1 verhindert werden.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A1 werden die Anschlusselemente 51 in einer flachen Plattenform verwendet. Eine solche Ausgestaltung eliminiert die Notwendigkeit, das Anschlusselement 51 zu biegen, wodurch der Herstellungsfehler in Bezug auf die Form des Anschlusselements 51 minimiert wird. Daher kann verhindert werden, dass die Presskraft des Druckbeaufschlagungselements 80, welche auf die Anschlusselemente 51 ausgeübt wird, ungleichmäßig wird.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A1 ist die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A auf dem leitfähigen Substrat 22A montiert, das aus einer Metallplatte gebildet ist, und die Vielzahl von Halbleiterelementen 10B ist auf dem leitfähigen Substrat 22B montiert, das ebenfalls aus einer Metallplatte gebildet ist. Dementsprechend dienen die leitfähigen Substrate 22A und 22B jeweils als Wärmeableitungsplatte zum Abführen der Wärme, die entsteht, wenn den Halbleiterelementen 10A und 10B Energie zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Wärmeableitungsleistung des Halbleiterbauteils A1 verbessert werden, und Fehlfunktionen, die durch Wärme entstehen, können verhindert werden.
  • In dem Halbleiterbauteil A1 werden die Anschlusselemente 51 mit dem leitfähigen Substrat 22B durch Laserschweißen im Anschlussbondprozess gebondet. Dementsprechend werden die zweiten Bondabschnitte 512 der jeweiligen Anschlusselemente 51 durch Laserschweißen gebondet. Bei der Laserschweißung wird die Wärme nur lokal erzeugt und von einer breiten Ausbreitung abgehalten. Bei dem bekannten Halbleiterbauteil (Patentschrift 1) werden die beiden Endabschnitte des Stabanschlusses mit einem gesinterten Bondmaterial verbunden. Beim Sinterprozess zur Bildung des gesinterten Bondmaterials werden die gesinterten Bondmaterialien an den jeweiligen Endabschnitten des Stabanschlusses gleichzeitig ausgehärtet, während die Temperatur nach dem Erhitzen sinkt und das Substrat aufgrund der während des Aushärtungsprozesses aufgebrachten Spannung verzogen werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dagegen ein Endabschnitt des Anschlusselements 51 durch Laserschweißen verbunden. Da die beim Laserschweißen erzeugte Wärmemenge, wie oben erwähnt, gering ist, ist die Spannung, die das Substrat (Träger-Substrat 20) verziehen kann, begrenzt. Folglich ist das Halbleiterbauteil A1 in der Lage, eine Verformung des Träger-Substrats 20 zu unterdrücken.
  • Zur Herstellung der Halbleiterbauteile A1 werden die unter den Halbleiterelementen 10A ausgebildeten sinterfähigen Metallmaterialien 301A und die auf den Halbleiterelementen 10A ausgebildeten sinterfähigen Metallmaterialien 302 gleichzeitig einer Druckerhitzung unterzogen. Mit anderen Worten, die Bondschicht 31A und die Anschluss-Bondschicht 32 werden in dem ersten Druckerhitzungsprozess gleichzeitig gesintert. Dementsprechend können die Element-Bondschicht 31A und die Anschluss-Bondschicht 32 aus den sinterfähigen Metallmaterialien 301A und 302 durch einen einzigen Durchgang des Druckerhitzungsprozesses erhalten werden, und daher kann die Produktivität des Halbleiterbauteils A1 verbessert werden.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A1 ist die Blockelektrode 48 an die Elementvorderfläche 101 jedes der Halbleiterelemente 10B gebondet, und ein Teil des Eingangs-Terminals 42 (distaler Abschnitt des vorstehenden Abschnitts 421b) ist an die Blockelektrode 48 gebondet. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, dass das Anschlusselement 51 und der vorstehende Abschnitt 421b des Eingangs-Terminals 42 in der Dickenrichtung z voneinander beabstandet sind, wodurch ein unbeabsichtigter Kurzschluss verhindert wird.
  • Zur Herstellung des Halbleiterbauteils A1 werden die unter den Halbleiterelementen 10B ausgebildeten sinterfähigen Metallmaterialien 301B und die auf den Halbleiterelementen 10B ausgebildeten sinterfähigen Metallmaterialien 303 gleichzeitig einer Druckerhitzung unterzogen. Mit anderen Worten, die Element-Bondschicht 31B und die Block-Bondschicht 33 werden bei dem zweiten Druckerhitzungsprozess gleichzeitig gesintert. Dementsprechend können die Element-Bondschicht 31B und die Block-Bondschicht 33 aus den sinterbaren Metallmaterialien 301B und 303 mit einem einzigen Durchgang des Druckerhitzungsprozesses erhalten werden, und daher kann die Produktivität des Halbleiterbauteils A1 verbessert werden.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A1 werden die Bondschichten 31A und 31B aus den sinterbaren Metallmaterialien 301A bzw. 301B gebildet, die aus pastenartigem sinterbarem Silber bestehen. Das pastenförmige sinterfähige Silber ist preiswerter als das vorgeformte sinterfähige Silber. Daher können die Herstellungskosten des Halbleiterbauteils A1 reduziert werden. Bei dieser Ausführungsform können die Bondschichten 31A und 31B jedoch auch aus dem vorgeformten sinterfähigen Silber gebildet werden. Mit anderen Worten, das vorgeformte sinterfähige Silber kann als sinterfähiges Metallmaterial 301A und 301B verwendet werden. In diesem Fall erhöhen sich zwar die Herstellungskosten des Halbleiterbauteils A1, aber der Trocknungsprozess kann übersprungen werden. Daher kann die Produktivität verbessert werden.
  • Das vorstehende Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils A1 ist nicht von einer bestimmten Montagevorrichtung abhängig. Es kann jedoch eine Montagevorrichtung für das Herstellungsverfahren der Halbleiterbauteile A1 verwendet werden. Mit der Montagevorrichtung kann das Verfahren beispielsweise wie folgt gestaltet sein. Der erste Bildungsprozess des sinterfähigen Metallmaterials, der erste Trocknungsprozess, der erste Montageprozess und der zweite Bildungsprozess des sinterfähigen Metallmaterials werden im Träger-Substrat-Herstellungsprozess vor-ausgeführt, ohne dass das leitfähige Substrat 22B mit dem Isoliersubstrat 21 gebondet wurde. Dann wird eine Montagevorrichtung 89 an der Stelle angebracht, an der das leitfähige Substrat 22B montiert werden soll, wie in 15 gezeigt. Die Montagevorrichtung 89 ist größer als der Bereich, in dem das leitfähige Substrat 22B angeordnet werden soll, und deckt, wie in 15 gezeigt, einen Teil der Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A ab. Danach werden beim Anschlussbondprozess die Anschlusselemente 51 so platziert, dass sie eine Brücke zwischen den Halbleiterelementen 10A und der Montagevorrichtung 89 bilden. Anschließend wird die erste Druckerhitzung ausgeführt, um die Halbleiterelemente 10A mit dem leitfähigen Substrat 22A und mit einem Endabschnitt der Anschlusselemente 51 zu bonden. Die Montagevorrichtung 89 wird dann entfernt, und das leitfähige Substrat 22B wird auf das Isoliersubstrat 21 gebondet, woraufhin der Anschlussbondprozess ausgeführt wird, um den anderen Endabschnitt der Anschlusselements 51 mit dem leitfähigen Substrat 22B zu bonden. Die danach auszuführenden Prozesse sind die gleichen wie das Herstellungsverfahren des Halbleiterbauteils A1 gemäß der ersten Ausführungsform. Der erwähnte Prozess mit der Montagevorrichtung minimiert den Raum unter dem mittleren Abschnitt der Anschlusselemente 51 in der Breitenrichtung x, wodurch verhindert wird, dass die Anschlusselemente 51 durch die Presskraft des Druckbeaufschlagungselements 80 gebogen werden.
  • Obwohl der erste Druckerhitzungsprozess und der zweite Druckerhitzungsprozess in dem vorstehenden Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauteils A1 separat ausgeführt werden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das Vorstehende beschränkt. Beispielsweise können der erste Druckerhitzungsprozess und der zweite Druckerhitzungsprozess gleichzeitig ausgeführt werden, indem die Reihenfolge der Prozesse des Herstellungsverfahrens geändert wird. Das Herstellungsverfahren kann in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden: Träger-Substrat-Vorbereitungsprozess, erster Bildungsprozess des sinterfähigen Metallmaterials und dritter Bildungsprozess des sinterfähigen Metallmaterials, erster Trocknungsprozess und zweiter Trocknungsprozess, erster Montageprozess und zweiter Montageprozess, zweiter Bildungsprozess des sinterfähigen Metallmaterials und vierter Bildungsprozess des sinterfähigen Metallmaterials, Anschlussbondprozess, Blockelektroden-Montageprozess, erster Druckerhitzungsprozess und zweiter Druckerhitzungsprozess, Anschlussbondprozess, Terminal-Bondprozess, Drahtbildungsprozess, der Harzbildungsprozess, und Nachbearbeitung. Eine solche Anordnung ermöglicht es, den ersten Druckerhitzungsprozess und den zweiten Druckerhitzungsprozess zur gleichen Zeit auszuführen, wodurch die Produktivität des Halbleiterbauteils A1 verbessert wird. Ferner erlaubt das erwähnte Verfahren auch, dass der erste Trocknungsprozess und der zweite Trocknungsprozess gleichzeitig ausgeführt werden, wodurch die Produktivität weiter verbessert wird.
  • Halbleiterbauteile gemäß Varianten der ersten Ausführungsform werden im Folgenden beschrieben.
  • Obwohl das Träger-Substrat 20 in der ersten Ausführungsform ein einziges Isoliersubstrat 21 aufweist und das Isoliersubstrat 21 die leitfähigen Substrate 22A und 22B trägt, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die genannte Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise kann das Träger-Substrat 20 zwei Isoliersubstrate 21A und 21B aufweisen, so dass das Isoliersubstrat 21A das leitfähige Substrat 22A und das Isoliersubstrat 21B das leitfähige Substrat 22B tragen kann. 16 zeigt ein Halbleiterbauteil A1', das gemäß einer solchen Variante ausgebildet ist.
  • In dem Halbleiterbauteil A1', wie in 16 gezeigt, ist das leitfähige Substrat 22A über das Bondmaterial 220A mit dem Isoliersubstrat 21A verbunden. Das Isoliersubstrat 21A weist die Vorderfläche 211A auf, die in Dickenrichtung zur z2-Seite weist, und das leitfähige Substrat 22A ist auf der Vorderfläche 211A angeordnet. Ebenso ist das leitfähige Substrat 22B mit dem Isoliersubstrat 21B über das Bondmaterial 220B verbunden. Das Isoliersubstrat 21B weist die in Dickenrichtung zur z2-Seite weisende Vorderfläche 211B auf, und das leitfähige Substrat 22B ist auf der Vorderfläche 211B angeordnet. In diesem Fall entspricht die Kombination der Isoliersubstrate 21A und 21B dem „Isolierelement“ in der vorliegenden Offenbarung, und die Kombination der Vorderflächen 211A und 211B entspricht der „Vorderfläche des Isolierelements“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Halbleiterbauteil A1' kann auch die Verschlechterung der Zuverlässigkeit verhindern, wie das Halbleiterbauteil A1.
  • Obwohl der Pad-Abschnitt 411 (Kammzahnabschnitte 411a) des Eingangs-Terminals 41 in der ersten Ausführungsform gebogen ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die genannte Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise können, wie in 17 gezeigt, die jeweiligen Endabschnitte der Kammzahnabschnitte 411a dicker ausgeführt sein, so dass sie in Dickenrichtung zur zl-Seite hin vorstehen. Alternativ kann, wie in 18 gezeigt, das Eingangs-Terminal 42 in einer flachen Plattenform ausgebildet sein, und das Eingangs-Terminal 41, die Isolierplatte 49 und das Eingangs-Terminal 42 können im Vergleich zur ersten Ausführungsform in Dickenrichtung um einen Abstand, der dem Höhenunterschied entspricht, zur z1-Seite verschoben sein.
  • In der ersten Ausführungsform ist die Form des Dichtungsharzes 7 nicht auf die obigen Angaben beschränkt. 19 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer anderen Variante zeigt, bei der die Form des Dichtungsharzes 7 anders ist.
  • Bei dem in 19 dargestellten Dichtungsharz 7 sind die jeweiligen Ränder in Tiefenrichtung y in einer Draufsicht in Breitenrichtung x verlängert. Der in Breitenrichtung x2-seitig verlängerte Abschnitt des Dichtungsharzes 7 deckt jeweils einen Teil der beiden Eingangs-Terminals 41 und 42 und einen Teil der Isolierplatte 49 ab. Darüber hinaus deckt der in Breitenrichtung zur xl-Seite hin verlängerte Abschnitt des Dichtungsharzes 7 einen Teil des Ausgangs-Terminals 43 ab. Eine solche Ausgestaltung gemäß dieser Variante kann die jeweiligen Abschnitte der beiden Eingangs-Terminals 41 und 42, des Ausgangs-Terminals 43 und der Isolierplatte 49, die aus dem Dichtungsharz 7 herausragen, in dem Halbleiterbauteil A1 schützen.
  • Halbleiterbauteile gemäß anderen Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die Elemente, die mit denen der ersten Ausführungsform gleich oder ähnlich sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • 20 stellt ein Halbleiterbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform dar. 20 ist eine Querschnittsansicht, die das Halbleiterbauteil A2 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, entsprechend der Querschnittsansicht von 10, die die erste Ausführungsform darstellt. In 20 sind die anderen Teile als ein Teil des Träger-Substrats 20, das Halbleiterelement 10A, ein Teil der leitfähigen Bondschicht 3 und das Anschlusselement 51 weggelassen. Die weggelassenen Teile sind im Allgemeinen in der gleichen Weise ausgebildet wie die erste Ausführungsform oder die Varianten davon. Das Halbleiterbauteil A2 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Ausgestaltung des Träger-Substrats 20. Genauer gesagt werden die leitfähigen Substrate 22A und 22B von einer Struktur getragen, die als DBC-Substrat (direct-bonded copper) bekannt ist, anstelle des Isoliersubstrats 21. Obwohl das DBC-Substrat in dieser Ausführungsform verwendet wird, kann stattdessen beispielsweise ein direkt gebondetes Aluminium (DBA)-Substrat verwendet werden.
  • In dem Träger-Substrat 20 gemäß dieser Ausführungsform werden die leitfähigen Substrate 22A und 22B von der als DBC-Substrat bekannten Struktur getragen, wie oben erwähnt. Genauer gesagt weist das Träger-Substrat 20 ein Isoliersubstrat 26, eine Vorderflächen-Metallschicht 27, eine Rückflächen-Metallschicht 28 und die leitfähigen Substrate 22A und 22B auf.
  • Das Isoliersubstrat 26 ist elektrisch isolierend. Das Isoliersubstrat 26 ist wie das Isoliersubstrat 21 aus einer Keramik gebildet. Das Isoliersubstrat 26 kann jedoch auch aus einer isolierenden Harzfilm oder ähnlichem gebildet sein, ohne dass eine Beschränkung auf die Keramik besteht. Das Isoliersubstrat 26 weist Isoliersubstrate 26A und 26B auf, die getrennt voneinander angeordnet sind.
  • Das Isoliersubstrat 26A weist eine Vorderfläche 261A und eine Rückfläche 262A auf, die voneinander beabstandet sind und in entgegengesetzte Richtungen, in der Dickenrichtung z, weisen. Die Vorderfläche 261A weist in dieselbe Richtung wie die Elementvorderfläche 101 des Halbleiterelements 10A. Das Isoliersubstrat 26B weist eine Vorderfläche 261B und eine Rückfläche 262B auf, die voneinander beabstandet sind und in entgegengesetzte Richtungen, in Dickenrichtung z, weisen. Die Vorderfläche 261B weist in dieselbe Richtung wie die Elementvorderfläche 261A des Isoliersubstrats 26A. Das Isoliersubstrat 26A und das Isoliersubstrat 26B haben im Allgemeinen die gleiche Dicke. Das Isoliersubstrat 26A entspricht dem „ersten Isoliersubstrat“ in der vorliegenden Offenbarung, und das Isoliersubstrat 26B entspricht dem „zweiten Isoliersubstrat“ in der vorliegenden Offenbarung. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Kombination aus der Rückfläche 262A des Isoliersubstrats 26A und der Rückfläche 262B des Isoliersubstrats 26B der „Isoliersubstrat-Rückfläche“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Vorderflächen-Metallschicht 27 ist so ausgebildet, dass sie einen Teil des Isoliersubstrats 26 abdeckt. Die Vorderflächen-Metallschicht 27 ist aus Kupfer gebildet. Bei Verwendung des DBA-Substrats besteht die Vorderflächen-Metallschicht 27 aus Aluminium. Die Vorderflächen-Metallschicht 27 ist mit dem Dichtungsharz 7 abgedeckt. Die Größe der Vorderflächen-Metallschicht 27 in Dickenrichtung z beträgt ca. 200 bis 400 µm. Die Vorderflächen-Metallschicht 27 weist Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B auf, die getrennt voneinander angeordnet sind.
  • Die Vorderflächen-Metallschicht 27A ist auf der Vorderfläche 261A des Isoliersubstrats 26A ausgebildet. Auf die Vorderflächen-Metallschicht 27A ist das leitfähige Substrat 22A über das Bondmaterial 220A gebondet. Die Vorderflächen-Metallschicht 27B wird auf der Vorderfläche 261B des Isoliersubstrats 26B gebildet. Auf die Vorderflächen-Metallschicht 27B wird das leitfähige Substrat 22B über das Bondmaterial 220B gebondet. Die Vorderflächen-Metallschicht 27A und die Vorderflächen-Metallschicht 27B haben im Allgemeinen die gleiche Dicke. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Vorderflächen-Metallschicht 27A der „ersten Vorderflächen-Metallschicht“ in der vorliegenden Offenbarung, und die Vorderflächen-Metallschicht 27B entspricht der „zweiten Vorderflächen-Metallschicht“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Die Rückflächen-Metallschicht 28 ist so ausgebildet, dass sie zumindest einen Teil der Rückfläche 262 des Isoliersubstrats 26 abdeckt. Die Rückflächen-Metallschicht 28 wird aus Kupfer gebildet. Bei Verwendung des DBA-Substrats wird die Rückflächen-Metallschicht 28 aus Aluminium gebildet. Die Rückflächen-Metallschicht 28 kann mit dem Dichtungsharz 7 abgedeckt sein oder mit ihrer in Dickenrichtung zur z1-Seite weisenden Fläche vom Dichtungsharz 7 freigelegt werden. Die Größe der Rückflächen-Metallschicht 28 in Dickenrichtung z beträgt etwa 200 bis 400 µm. Die Rückflächen-Metallschicht 28 weist Rückflächen-Metallschichten 28A und 28B auf.
  • Die Rückflächen-Metallschicht 28A deckt zumindest einen Teil der Rückfläche 262A des Isoliersubstrats 26A ab. Die Rückflächen-Metallschicht 28B deckt mindestens einen Teil der Rückfläche 262B des Isoliersubstrats 26B ab. Die Rückflächen-Metallschicht 28A und die Rückflächen-Metallschicht 28B haben im Allgemeinen die gleiche Dicke. Die Dicke der Rückflächen-Metallschicht 28A kann gleich oder unterschiedlich zu der der Vorderflächen-Metallschicht 27A sein. Ebenso kann die Dicke der Rückflächen-Metallschicht 28B gleich oder unterschiedlich zu der der Vorderflächen-Metallschicht 27B sein.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A2 bilden das Isoliersubstrat 26A, die Vorderflächen-Metallschicht 27A und die Rückflächen-Metallschicht 28A ein DBC-Substrat. Gleichermaßen bilden das Isoliersubstrat 26B, die Vorderflächen-Metallschicht 27B und die Rückflächen-Metallschicht 28B ein DBC-Substrat.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A2 haben die Isoliersubstrate 26A und 26B die gleiche Dicke und sind im Allgemeinen an der gleichen Position in der Dickenrichtung z angeordnet. Die Isoliersubstrate 26A und 26B überlappen sich in Breitenrichtung x gesehen. Die Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B haben die gleiche Dicke und sind im Allgemeinen an der gleichen Position in Dickenrichtung z angeordnet. Die Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B überlappen sich in Breitenrichtung x gesehen. Die Rückflächen-Metallschichten 28A und 28B haben die gleiche Dicke und sind in Dickenrichtung z im Allgemeinen an der gleichen Stelle angeordnet. Die Rückflächen-Metallschichten 28A und 28B überlappen sich, in Breitenrichtung x gesehen. Die leitfähigen Substrate 22A und 22B haben unterschiedliche Dicken, wie in der ersten Ausführungsform, und der Unterschied beträgt etwa 100 bis 500 µm. In dieser Ausführungsform werden also die leitfähigen Substrate 22A und 22B, die unterschiedliche Dicken haben, auf den jeweiligen DBC-Substraten, die die gleiche Dicke haben, montiert, so dass aufgrund des Dickenunterschieds zwischen den leitfähigen Substraten 22A und 22B ein Höhenunterschied auf dem Träger 20 entsteht.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A2 sind die Halbleiterelemente 10A, die auf dem leitfähigen Substrat 22A und dem leitfähigen Substrat 22B gebondet sind, über die Anschlusselemente 51 elektrisch miteinander verbunden. Außerdem überlappen sich das leitfähige Substrat 22A, die Halbleiterelemente 10A und die Anschluss-Bondschichten 32 in Breitenrichtung x gesehen mit dem leitfähigen Substrat 22B. Bei dem Halbleiterbauteil A2 kann daher wie bei dem Halbleiterbauteil A1 ein Höhenunterschied zwischen der Fläche, auf der das Halbleiterelement 10A montiert ist (Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A), und der Fläche, auf der der zweite Bondabschnitt 512 des Anschlusselements 51 gebondet ist (Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B), erzeugt werden. Dementsprechend können die Anschlusselemente 51 beispielsweise in einer flachen Plattenform ohne einen gebogenen Abschnitt ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung erleichtert das gleichmäßige Verpressen der Anschlusselemente 51 und verhindert dadurch, dass die Presskraft ungleichmäßig wird. Folglich kann der Bruch des Halbleiterelements 10A und die mangelnde Festigkeit der leitfähigen Bondschicht 3 verhindert werden. Als Ergebnis kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteil A2 verhindert werden.
  • Obwohl das Isoliersubstrat 26 in der zweiten Ausführungsform zwei Isoliersubstrate 26A und 26B aufweist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die genannte Ausgestaltung beschränkt. Zum Beispiel können, wie in 21 gezeigt, das Isoliersubstrat 26A und das Isoliersubstrat 26B vereinigt sein. Mit anderen Worten, das Träger-Substrat 20 kann ein einziges Stück des Isoliersubstrats 26 aufweisen, und die Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B können auf der Vorderfläche 261 des Isoliersubstrats 26 ausgebildet sein. Die Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B können z. B. durch Strukturierung einer Vorderflächen-Metallschicht 27 auf der Vorderfläche 261 des isolierenden Substrats 26 im DBC-Substrat gebildet werden. Das Verfahren zur Strukturierung ist nicht spezifisch begrenzt, aber es kann z. B. ein Ätzverfahren verwendet werden. Wenn das Isoliersubstrat 26A und das Isoliersubstrat 26B vereinigt sind, können hier auch die Rückflächen-Metallschicht 28A und die Rückflächen-Metallschicht 28B, die auf der Rückfläche 262 des Isoliersubstrats 26 ausgebildet sind, vereinigt werden. In dieser Variante entspricht die Rückfläche 262 des Isoliersubstrats 26 der „Isoliersubstrat-Rückfläche“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • 22 stellt ein Halbleiterbauteil gemäß einer dritten Ausführungsform dar. 22 ist eine Querschnittsansicht, die das Halbleiterbauteil A3 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, entsprechend der Querschnittsansicht von 20, die die zweite Ausführungsform darstellt. Dementsprechend sind auch in 22 die anderen Teile als ein Teil des Träger-Substrats 20, das Halbleiterelement 10A, ein Teil der leitfähigen Bondschicht 3 und das Anschlusselement 51 weggelassen. Das Halbleiterbauteil A3 unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform durch die Ausgestaltung des Träger-Substrats 20. Genauer gesagt unterscheidet sich das Halbleiterbauteil A3 von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass die leitfähigen Substrate 22A und 22B ausgeschlossen sind und dass die Vorderflächen-Metallschicht 27A und die Vorderflächen-Metallschicht 27B in der Vorderflächen-Metallschicht 27 unterschiedliche Dicken aufweisen.
  • Das Träger-Substrat 20 gemäß dieser Ausführungsform weist die Isoliersubstrate 26A und 26B, die Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B und die Rückflächen-Metallschichten 28A und 28B auf.
  • An die Vorderflächen-Metallschicht 27A sind gemäß dieser Ausführungsform die Vielzahl von Halbleiterelementen 10A über die Element-Bondschicht 31A leitend gebondet. Die Vorderflächen-Metallschicht 27A ist mit den jeweiligen Rückflächenelektroden 12 (Drain-Elektroden) der Halbleiterelemente 10A elektrisch verbunden. Außerdem ist ein nicht dargestelltes P-Terminal (entsprechend dem Eingangs-Terminal 41) mit der Vorderflächen-3 Metallschicht 27A verbunden, und das P-Terminal ist teilweise aus dem Dichtungsharz 7 freigelegt. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Vorderflächen-Metallschicht 27A dem „ersten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Auf die Vorderflächen-Metallschicht 27B wird gemäß dieser Ausführungsform die Vielzahl der Anschlusselemente 51 durch Laserschweißen gebondet. Die Vorderflächen-Metallschicht 27B ist elektrisch mit den ersten Elektroden 111 (Source-Elektroden) der Vorderflächenelektrode 11 jedes der Halbleiterelemente 10A über das Anschlusselement 51 verbunden. Darüber hinaus ist die Vielzahl der Halbleiterelemente 10B über die Bondschicht 31B leitend mit der Vorderflächen-Metallschicht 27B verbunden. Die Vorderflächen-Metallschicht 27B ist elektrisch mit den jeweiligen Rückflächenelektroden 12 (Drain-Elektroden) der Halbleiterelemente 10B verbunden. Ein nicht dargestelltes Ausgangs-Terminal (entsprechend dem Ausgangs-Terminal 43) ist mit der Vorderflächen-Metallschicht 27B verbunden, und das Ausgangs-Terminal ist teilweise vom Dichtungsharz 7 freigelegt. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Vorderflächen-Metallschicht 27B dem „zweiten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A3 ist die Vorderflächen-Metallschicht 27A dünner als die Vorderflächen Metallschicht 27B. Der Dickenunterschied ΔT2 (siehe 22) beträgt etwa 100 bis 500 µm. Außerdem überlappen sich die Halbleiterelemente 10A, die Vorderflächen-Metallschicht 27A und die Anschluss-Bondschichten 32 mit der Vorderflächen-Metallschicht 27B in Breitenrichtung x gesehen. Bei dieser Ausführungsform wird auf dem Träger-Substrat 20 ein Höhenunterschied erzeugt, indem also die Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B in unterschiedlichen Dicken ausgebildet werden.
  • bei dem Halbleiterbauteil A3 sind die Halbleiterelemente 10A, die auf der Vorderflächen-Metallschicht 27A der Vorderflächen-Metallschicht 27 gebondet sind, mit der Vorderflächen-Metallschicht 27B der Vorderflächen-Metallschicht 27 über die Anschlusselemente 51 elektrisch verbunden. Außerdem überlappen sich die Vorderflächen-Metallschicht 27A der Vorderflächen-Metallschicht 27, die Halbleiterelemente 10A und die Anschluss-Bondschichten 32 mit der Vorderflächen-Metallschicht 27B der Vorderflächen-Metallschicht 27, gesehen in der Breitenrichtung x. Bei dem Halbleiterbauteil kann daher wie bei dem Halbleiterbauteil A1 ein Höhenunterschied zwischen der Fläche, auf der das Halbleiterelement 10A montiert ist, und der Fläche, auf der der zweite Bondabschnitt 512 des Anschlusselements 51 gebondet ist, erzeugt werden. Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform die Fläche, auf der das Halbleiterelement 10A montiert ist, die Fläche der in Dickenrichtung zur z2-Seite weisenden Vorderflächen-Metallschicht 27A ist, und die Fläche, auf die der zweite Bondabschnitt 512 des Anschlusselements 51 gebondet ist, die Fläche der in Dickenrichtung zur z2-Seite weisenden Vorderflächen-Metallschicht 27B ist. Dementsprechend können die Anschlusselemente 51 beispielsweise in einer flachen Plattenform ohne einen gebogenen Abschnitt ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung erleichtert das gleichmäßige Verpressen der Anschlusselemente 51 und verhindert so, dass die Presskraft ungleichmäßig wird. Folglich kann der Bruch des Halbleiterelements 10A und die mangelnde Festigkeit der leitfähigen Bondschicht 3 verhindert werden. Als Ergebnis kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Halbleiterbauteile A3 verhindert werden.
  • Obwohl die leitfähigen Substrate 22A und 22B in der dritten Ausführungsform ausgeschlossen sind, kann das Halbleiterbauteil A3 diese Substrate aufweisen. 23 stellt ein Halbleiterbauteil A3' gemäß einer solchen Variante dar. Bei dem Halbleiterbauteil A3' ist das leitfähige Substrat 22A auf der Vorderflächen-Metallschicht 27A ausgebildet, und das leitfähige Substrat 22B ist auf der Vorderflächen-Metallschicht 27B ausgebildet, wie in der zweiten Ausführungsform. Bei dieser Variante haben das leitfähige Substrat 22A und das leitfähige Substrat 22B die gleiche Dicke.
  • In der dritten Ausführungsform und deren Variante können das Isoliersubstrat 26A und das Isoliersubstrat 26B vereinigt sein, wie bei dem Halbleiterbauteil A2'. Wenn das Isoliersubstrat 26A und das Isoliersubstrat 26B vereinigt sind, können auch die Rückflächen-Metallschicht 28A und die Rückflächen-Metallschicht 28B vereinigt sein.
  • <Vierte Ausführungsform>
  • 24 stellt ein Halbleiterbauteil gemäß einer vierten Ausführungsform dar. 24 ist eine Querschnittsansicht, die das Halbleiterbauteil A4 gemäß der vierten Ausführungsform zeigt, entsprechend der Querschnittsansicht von 20, die die zweite Ausführungsform darstellt. Dementsprechend sind auch in 24 die anderen Teile als ein Teil des Träger-Substrats 20, das Halbleiterelement 10A, ein Teil der leitfähigen Bondschicht 3 und das Anschlusselement 51 weggelassen. Das Halbleiterbauteil A4 unterscheidet sich von der ersten bis dritten Ausführungsform in der Ausgestaltung des Träger-Substrats 20. Insbesondere unterscheidet sich das Halbleiterbauteil A4 von der dritten Ausführungsform dadurch, dass nicht nur die Vorderflächen-Metallschichten 27A und 27B der Vorderflächen-Metallschicht 27, sondern auch die Rückflächen-Metallschichten 28A und 28B der Rückflächen-Metallschicht 28 unterschiedliche Dicken aufweisen.
  • In dieser Ausführungsform haben die Vorderflächen-Metallschicht 27A und die Rückflächen-Metallschicht 28A im Allgemeinen die gleiche Dicke, und auch die Vorderflächen-Metallschicht 27B und die Rückflächen-Metallschicht 28B haben im Allgemeinen die gleiche Dicke. Die Dicke der Vorderflächen-Metallschicht 27A und der Rückflächen-Metallschicht 28A sowie die Dicke der Vorderflächen-Metallschicht 27B und der Rückflächen-Metallschicht 28B sind jedoch voneinander verschieden. Bei dieser Ausführungsform, wie in 24 gezeigt, sind die Vorderflächen-Metallschicht 27B und die Rückflächen-Metallschicht 28B dicker als die Vorderflächen-Metallschicht 27A und die Rückflächen-Metallschicht 28A. Dadurch entsteht auf dem Träger-Substrat 20 ein Höhenunterschied. Der Höhenunterschied beträgt etwa 100 bis 500 µm. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Vorderflächen-Metallschicht 27A dem „ersten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung, und die Vorderflächen-Metallschicht 27B entspricht dem „zweiten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A4 sind die Halbleiterelemente 10A, die auf der Vorderflächen-Metallschicht 27A der Vorderflächen-Metallschicht 27 gebondet sind, über die Anschlusselemente 51 elektrisch mit der Vorderflächen-Metallschicht 27B der Vorderflächen-Metallschicht 27 verbunden. Darüber hinaus überlappt ein Teil der Vorderflächen-Metallschicht 27A der Vorderflächen-Metallschicht 27, der Halbleiterelemente 10A und der Anschluss-Bondschichten 32 mit der Vorderflächen-Metallschicht 27B der Vorderflächen-Metallschicht 27, in Breitenrichtung x gesehen. Bei dem Halbleiterbauteil A4 kann daher zwischen der Fläche, auf der das Halbleiterelement 10A montiert ist (in Dickenrichtung zur z2-Seite weisende Fläche der Vorderflächen-Metallschicht 27A), und der Fläche, auf der der zweite Bondabschnitt 512 des Anschlusselements 51 gebondet ist (in Dickenrichtung zur z2-Seite weisende Fläche der Vorderflächen-Metallschicht 27B), ein Höhenunterschied wie in dem Halbleiterbauteil A3 erzeugt werden. Dementsprechend können die Anschlusselemente 51 beispielsweise in einer flachen Plattenform ohne einen gebogenen Abschnitt ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung erleichtert das gleichmäßige Verpressen der Anschlusselemente 51 und verhindert so, dass die Presskraft ungleichmäßig wird. Folglich kann der Bbruch des Halbleiterelements 10A und die mangelnde Festigkeit der leitfähigen Bondschicht 3 verhindert werden. Als Ergebnis kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils A4 verhindert werden.
  • Obwohl die leitfähigen Substrate 22A und 22B in der vierten Ausführungsform ausgeschlossen sind, kann das Halbleiterbauteil A4 diese Substrate aufweisen. 25 stellt ein Halbleiterbauteil A4' gemäß einer solchen Variante dar. Bei dem Halbleiterbauteil A4' ist das leitfähige Substrat 22A auf der Vorderflächen-Metallschicht 27A ausgebildet, und das leitfähige Substrat 22B ist auf der Vorderflächen-Metallschicht 27B ausgebildet, wie in der zweiten Ausführungsform. Bei dieser Variante haben das leitfähige Substrat 22A und das leitfähige Substrat 22B die gleiche Dicke. Bei dieser Variante entspricht das leitfähige Substrat 22A dem „ersten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung, und das leitfähige Substrat 22B entspricht dem „zweiten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • <Fünfte Ausführungsform>
  • 26 stellt ein Halbleiterbauteil gemäß einer fünften Ausführungsform dar. 26 ist eine Querschnittsansicht, die das Halbleiterbauteil A5 gemäß der fünften Ausführungsform zeigt, entsprechend der Querschnittsansicht von 20, die die zweite Ausführungsform darstellt. Dementsprechend sind auch in 26 die anderen Teile als ein Teil des Träger-Substrats 20, das Halbleiterelement 10A, ein Teil der leitfähigen Bondschicht 3 und das Anschlusselement 51 weggelassen. Das Halbleiterbauteil A5 unterscheidet sich von der ersten bis zur vierten Ausführungsform in der Ausgestaltung des Träger-Substrats 20. Genauer gesagt haben in dem Halbleiterbauteil A5 die leitfähigen Substrate 22A und 22B im Allgemeinen die gleiche Dicke, wobei das leitfähige Substrat 22A von dem Isoliersubstrat 21 getragen wird und das leitfähige Substrat 22B von dem DBC-Substrat getragen wird.
  • Bei dieser Ausführungsform ist das leitfähige Substrat 22A über das Bondmaterial 220A mit dem Isoliersubstrat 21 gebondet. Das leitfähige Substrat 22B ist mit dem DBC-Substrat, das die Vorderflächen-Metallschicht 27 (Vorderflächen-Metallschicht 27B), das Isoliersubstrat 26 und die Rückflächen-Metallschicht 28 (Rückflächen-Metallschicht 28B) aufweist, von oben über das Bondmaterial 220B gebondet. Aufgrund einer solchen Ausgestaltung entsteht auf dem Träger-Substrat 20 ein Höhenunterschied. Der Höhenunterschied beträgt etwa 100 bis 500 µm. Bei dieser Ausführungsform entspricht das leitfähige Substrat 22A dem „ersten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung, und das leitfähige Substrat 22B entspricht dem „zweiten Elektrodenelement“ in der vorliegenden Offenbarung.
  • Bei dem Halbleiterbauteil A5 sind die Halbleiterelemente 10A, die auf das leitfähige Substrat 22A und das leitfähige Substrat 22B gebondet sind, über die Anschlusselemente 51 elektrisch miteinander verbunden. Außerdem überlappen sich das leitfähige Substrat 22A, die Halbleiterelemente 10A und die Anschluss-Bondschichten 32 in Breitenrichtung x gesehen mit dem leitfähigen Substrat 22B. Bei dem Halbleiterbauteil A5 kann daher wie bei dem Halbleiterbauteil A1 ein Höhenunterschied zwischen der Fläche, auf der das Halbleiterelement 10A montiert ist (Vorderfläche 221A des leitfähigen Substrats 22A) und der Fläche, auf der der zweite Bondabschnitt 512 des Anschlusselements 51 gebondet ist (Vorderfläche 221B des leitfähigen Substrats 22B), entstehen. Dementsprechend können die Anschlusselemente 51 beispielsweise in einer flachen Plattenform ohne einen gebogenen Abschnitt ausgebildet sein. Eine solche Ausgestaltung erleichtert das gleichmäßige Verpressen der Anschlusselemente 51 und verhindert dadurch, dass die Presskraft ungleichmäßig wird. Folglich kann der Durchbruch des Halbleiterelements 10A und die mangelnde Festigkeit der leitfähigen Bondschicht 3 verhindert werden. Als Ergebnis kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils A5 verhindert werden.
  • <Sechste Ausführungsform>
  • 27 und 28 stellen eine Halbleiterbauteil gemäß einer sechsten Ausführungsform dar. 27 ist eine Draufsicht auf das Halbleiterbauteil A6 gemäß der sechsten Ausführungsform, in der das Dichtungsharz 7 durch gedachte Linien (Strich-Punkt-Linien) angedeutet ist. 28 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXVIII-XXVIII in 27. Das Halbleiterbauteil A6 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch die Form und die Anordnung der Eingangs-Terminals 41 und 42 sowie des Ausgangs-Terminals 43.
  • In dem Eingangs-Terminal 41 gemäß dieser Ausführungsform ist der Terminal-Abschnitt 412 im Allgemeinen an der gleichen Position in der Dickenrichtung z angeordnet wie das Eingangs-Terminal 42 und ein Teil des Ausgangs-Terminal 43 (Teil des Pad-Abschnitts 431 und des Terminal-Abschnitts 432). Dementsprechend ist, wie in 28 gezeigt, ein Teil des Pad-Abschnitts 411 des Eingangs-Terminals 41 in Dickenrichtung z gebogen. Im Eingangs-Terminal 41 überlappen außerdem ein Teil des Pad-Abschnitts 411 und der Terminal-Abschnitt 412 mit einem Teil des Eingangs-Terminals 42, in Tiefenrichtung y gesehen, wie in 28 gezeigt. Obwohl der Pad-Abschnitt 411 in dieser Ausführungsform ohne den Kammzahnabschnitt 411a ist, kann der Pad-Abschnitt 411 den Kammzahnabschnitt 411a aufweisen, wie in der ersten Ausführungsform.
  • In dem Ausgangs-Terminal 43 gemäß dieser Ausführungsform ist der Terminal-Abschnitt 432 im Allgemeinen an der gleichen Position in der Dickenrichtung z angeordnet wie das Eingangs-Terminal 42 und ein Teil des Eingangs-Terminals 41. Dementsprechend ist, wie in 28 gezeigt, ein Teil des Pad-Abschnitts 431 des Ausgangs-Terminals 43 in der Dickenrichtung z gebogen. Obwohl der Pad-Abschnitt 431 in dieser Ausführungsform ohne den Kammzahnabschnitt 431a ist, kann der Pad-Abschnitt 431 den Kammzahnabschnitt 431a aufweisen, wie in der ersten Ausführungsform.
  • Das Halbleiterbauteil A6 ist im Wesentlichen auf die gleiche Weise ausgebildet wie das Halbleiterbauteil A1, mit Ausnahme der Form und Anordnung der Eingangs-Terminals 41 und 42 und des Ausgangs-Terminal 43. Daher kann eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der Halbleiterbauteile A6, wie im Fall des Halbleiterbauteils A1, vermieden werden.
  • Obwohl die Halbleiterbauteile gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform die Vielzahl von Halbleiterelementen 10 aufweisen, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt. Beispielsweise kann das Halbleiterbauteil gemäß der vorliegenden Offenbarung ein einziges Halbleiterelement 10 aufweisen. Daher ist das Halbleiterbauteil gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht auf ein multifunktionales Halbleiterbauteil beschränkt, sondern kann ein monofunktionales Halbleiterbauteil sein.
  • Das Halbleiterbauteil und dessen Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt. Die spezifische Ausgestaltung der Elemente der Halbleiterbauteile gemäß der vorliegenden Offenbarung und die spezifischen Arbeiten, die im Herstellungsprozess der Halbleiterbauteile gemäß der vorliegenden Offenbarung auszuführen sind, können auf verschiedene Weise modifiziert werden.
  • Klausel 1.
  • Halbleiterbauteil, das aufweist:
    • ein Halbleiterelement mit einer Elementvorderfläche und einer Elementrückfläche, die einander in einer ersten Richtung gegenüberliegen, wobei die Elementvorderfläche mit einer Vorderflächenelektrode ausgebildet ist und die Elementrückfläche mit einer Rückflächenelektrode ausgebildet ist;
    • ein erstes Elektrodenelement, das eine erste Vorderfläche aufweist, die der Elementrückfläche gegenüberliegt und leitend mit der Rückflächenelektrode gebondet ist;
    • ein zweites Elektrodenelement, das eine zweite Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Vorderfläche weist, wobei das zweite Elektrodenelement von dem ersten Elektrodenelement in einer zweiten Richtung orthogonal zu der ersten Richtung beabstandet ist; und
    • ein Verbindungselement, das sich in der zweiten Richtung erstreckt und die Vorderflächenelektrode und das zweite Elektrodenelement elektrisch verbindet,
    • wobei das Verbindungselement versetzt von der zweiten Vorderfläche in der Richtung angeordnet ist, in die die zweite Vorderfläche weist, wobei das Verbindungselement mit der Vorderflächenelektrode über eine leitfähige Bondschicht gebondet ist, und
    • das erste Elektrodenelement, das Halbleiterelement und die leitfähige Bondschicht mit dem zweiten Elektrodenelement überlappen, in der zweiten Richtung gesehen.
  • Klausel 2.
  • Halbleiterbauteil nach Klausel 1, ferner aufweisend ein Isolierelement mit einer Isolierelement-Vorderfläche, die in die gleiche Richtung wie die Elementvorderfläche weist, und wobei das Isolierelement das erste Elektrodenelement und das zweite Elektrodenelement auf einer Seite des Isolierelements trägt, zu der die Isolierelement-Vorderfläche weist.
  • Klausel 3.
  • Halbleiterbauteil nach Klausel 2, wobei das erste Elektrodenelement ein erstes leitfähiges Substrat aufweist, das mit dem Isolierelement über ein erstes Bondmaterial gebondet ist, und
    das zweite Elektrodenelement ein zweites leitfähiges Substrat aufweist, das über ein zweites Bondmaterial mit dem Isolierelement gebondet ist.
  • Klausel 4.
  • Halbleiterbauteil nach Klausel 2, ferner aufweisend eine erste Vorderflächen-Metallschicht und eine zweite Vorderflächen-Metallschicht, die auf der Isolierelement-Vorderfläche ausgebildet sind und voneinander beabstandet sind,
    wobei das erste Elektrodenelement ein erstes leitfähiges Substrat aufweist, das über ein erstes Bondmaterial mit der ersten Vorderflächen-Metallschicht verbunden ist, und
    das zweite Elektrodenelement ein zweites leitfähiges Substrat aufweist, das über ein zweites Bondmaterial mit der zweiten Vorderflächen-Metallschicht verbunden ist.
  • Klausel 5.
  • Halbleiterbauteil nach Klausel 4, wobei das zweite leitfähige Substrat in der ersten Richtung eine größere Größe aufweist als das erste leitfähige Substrat.
  • Klausel 6.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 3 bis 5, wobei das erste leitfähige Substrat eines von einem Kupfersubstrat oder einem Verbundsubstrat aufweist, das ein Graphitsubstrat mit einem Kupfermaterial aufweist, das auf gegenüberliegenden Flächen des Graphitsubstrats in der ersten Richtung vorgesehen ist.
  • Klausel 7.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 3 bis 6, wobei das zweite leitfähige Substrat eines von einem Kupfersubstrat oder einem Verbundsubstrat aufweist, das ein Graphitsubstrat mit einem Kupfermaterial aufweist, das auf gegenüberliegenden Flächen des Graphitsubstrats in der ersten Richtung vorgesehen ist.
  • Klausel 8.
  • Halbleiterbauteil nach Klausel 2, wobei das erste Elektrodenelement eine erste Vorderflächen-Metallschicht aufweist, die auf der Isolierelement-Vorderfläche ausgebildet ist, und
    das zweite Elektrodenelement eine zweite Vorderflächen-Metallschicht aufweist, die auf der Isolierelement-Vorderfläche ausgebildet und von der ersten Vorderflächen-Metallschicht beabstandet ist.
  • Klausel 9.
  • Halbleiterbauteil nach Klausel 4 oder Klausel 8, wobei die zweite Vorderflächen-Metallschicht in der ersten Richtung eine größere Größe aufweist als die erste Vorderflächen-Metallschicht.
  • Klausel 10.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 3 bis 9, wobei das Isolierelement ein erstes Isoliersubstrat und ein zweites Isoliersubstrat aufweist, die voneinander beabstandet sind,
    das erste Elektrodenelement mit dem ersten Isoliersubstrat in der ersten Richtung gesehen überlappt und von dem ersten Isoliersubstrat getragen wird, und
    das zweite Elektrodenelement mit dem zweiten Isoliersubstrat in der ersten Richtung gesehen überlappt und von dem zweiten Isoliersubstrat getragen wird.
  • Klausel 11.
  • Halbleiterbauteil nach Klausel 10, wobei sich das erste Isoliersubstrat und das zweite Isoliersubstrat, in der zweiten Richtung gesehen, überlappen.
  • Klausel 12.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 2 bis 11, wobei das Isolierelement eine Isoliersubstrat-Rückfläche aufweist, die in eine Richtung entgegengesetzt zur Isolierelement-Vorderfläche in der ersten Richtung weist, und
    das Halbleiterbauteil ferner eine Rückflächen-Metallschicht aufweist, die auf der Isoliersubstrat-Rückfläche ausgebildet ist.
  • Klausel 13.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 1 bis 12, wobei das Verbindungselement durch Laserschweißen an dem zweiten Elektrodenelement angebracht ist.
  • Klausel 14.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 1 bis 13, wobei das Halbleiterelement einen Leistungs-MOSFET aufweist.
  • Klausel 15.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 1 bis 14, wobei die leitfähige Bondschicht ein gesintertes Metall aufweist.
  • Klausel 16.
  • Halbleiterbauteil nach einem der Klauseln 1 bis 15, ferner aufweisend ein Dichtungsharz, das das Halbleiterelement, das Verbindungselement, die leitfähige Bondschicht, das erste Elektrodenelement und das zweite Elektrodenelement abdeckt.
  • Klausel 17. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, wobei das Halbleiterbauteil aufweist:
    • ein Halbleiterelement mit einer Elementvorderfläche und einer Elementrückfläche, die einander in einer ersten Richtung gegenüberliegen, wobei die Elementvorderfläche mit einer Vorderflächenelektrode ausgebildet ist und die Elementrückfläche mit einer Rückflächenelektrode ausgebildet ist
    • ein erstes Elektrodenelement, das eine erste Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die Elementvorderfläche weist; und
    • ein zweites Elektrodenelement, das eine zweite Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Vorderfläche weist, wobei das zweite Elektrodenelement von dem ersten Elektrodenelement in einer zweiten Richtung orthogonal zu der ersten Richtung beabstandet ist,
    • wobei das Herstellungsverfahren aufweist:
      • Montieren des Halbleiterelements auf dem ersten Elektrodenelement, so dass die Elementrückfläche und die erste Vorderfläche einander gegenüberliegen;
      • elektrisches Verbinden der Vorderflächenelektrode und eines Verbindungselements über eine leitfähige Bondschicht; und
      • Verbinden des Verbindungselements mit dem zweiten Elektrodenelement,
      • wobei das Verbindungselement versetzt von der zweiten Vorderfläche in der Richtung angeordnet ist, in der die zweite Vorderfläche weist, und
      • zumindest ein Teil des ersten Elektrodenelements, des Halbleiterelements und der leitfähigen Bondschicht mit dem zweiten Elektrodenelement überlappt, in der zweiten Richtung gesehen.
  • 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 2016219681 A [0004]

Claims (17)

  1. Halbleiterbauteil, das aufweist: ein Halbleiterelement mit einer Elementvorderfläche und einer Elementrückfläche, die einander in einer ersten Richtung gegenüberliegen, wobei die Elementvorderfläche mit einer Vorderflächenelektrode ausgebildet ist und die Elementrückfläche mit einer Rückflächenelektrode ausgebildet ist; ein erstes Elektrodenelement, das eine erste Vorderfläche aufweist, die der Elementrückfläche gegenüberliegt und leitend mit der Rückflächenelektrode gebondet ist; ein zweites Elektrodenelement, das eine zweite Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Vorderfläche weist, wobei das zweite Elektrodenelement von dem ersten Elektrodenelement in einer zweiten Richtung orthogonal zu der ersten Richtung beabstandet ist; und ein Verbindungselement, das sich in der zweiten Richtung erstreckt und die Vorderflächenelektrode und das zweite Elektrodenelement elektrisch verbindet, wobei das Verbindungselement versetzt von der zweiten Vorderfläche in der Richtung angeordnet ist, in die die zweite Vorderfläche weist, wobei das Verbindungselement mit der Vorderflächenelektrode über eine leitfähige Bondschicht gebondet ist, und das erste Elektrodenelement, das Halbleiterelement und die leitfähige Bondschicht mit dem zweiten Elektrodenelement überlappen, in der zweiten Richtung gesehen.
  2. Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, ferner aufweisend ein Isolierelement mit einer Isolierelement-Vorderfläche, die in die gleiche Richtung wie die Elementvorderfläche weist, und wobei das Isolierelement das erste Elektrodenelement und das zweite Elektrodenelement auf einer Seite des Isolierelements trägt, zu der die Isolierelement-Vorderfläche weist.
  3. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, wobei das erste Elektrodenelement ein erstes leitfähiges Substrat aufweist, das mit dem Isolierelement über ein erstes Bondmaterial gebondet ist, und das zweite Elektrodenelement ein zweites leitfähiges Substrat aufweist, das über ein zweites Bondmaterial mit dem Isolierelement gebondet ist.
  4. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, ferner aufweisend eine erste Vorderflächen-Metallschicht und eine zweite Vorderflächen-Metallschicht, die auf der Isolierelement-Vorderfläche ausgebildet sind und voneinander beabstandet sind, wobei das erste Elektrodenelement ein erstes leitfähiges Substrat aufweist, das über ein erstes Bondmaterial mit der ersten Vorderflächen-Metallschicht verbunden ist, und das zweite Elektrodenelement ein zweites leitfähiges Substrat aufweist, das über ein zweites Bondmaterial mit der zweiten Vorderflächen-Metallschicht verbunden ist.
  5. Halbleiterbauteil nach Anspruch 4, wobei das zweite leitfähige Substrat in der ersten Richtung eine größere Größe aufweist als das erste leitfähige Substrat.
  6. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das erste leitfähige Substrat eines von einem Kupfersubstrat oder einem Verbundsubstrat aufweist, das ein Graphitsubstrat mit einem Kupfermaterial aufweist, das auf gegenüberliegenden Flächen des Graphitsubstrats in der ersten Richtung vorgesehen ist.
  7. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das zweite leitfähige Substrat eines von einem Kupfersubstrat oder einem Verbundsubstrat aufweist, das ein Graphitsubstrat mit einem Kupfermaterial aufweist, das auf gegenüberliegenden Flächen des Graphitsubstrats in der ersten Richtung vorgesehen ist.
  8. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, wobei das erste Elektrodenelement eine erste Vorderflächen-Metallschicht aufweist, die auf der Isolierelement-Vorderfläche ausgebildet ist, und das zweite Elektrodenelement eine zweite Vorderflächen-Metallschicht aufweist, die auf der Isolierelement-Vorderfläche ausgebildet und von der ersten Vorderflächen-Metallschicht beabstandet ist.
  9. Halbleiterbauteil nach Anspruch 4 oder Anspruch 8, wobei die zweite Vorderflächen-Metallschicht in der ersten Richtung eine größere Größe aufweist als die erste Vorderflächen-Metallschicht.
  10. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei das Isolierelement ein erstes Isoliersubstrat und ein zweites Isoliersubstrat aufweist, die voneinander beabstandet sind, das erste Elektrodenelement mit dem ersten Isoliersubstrat in der ersten Richtung gesehen überlappt und von dem ersten Isoliersubstrat getragen wird, und das zweite Elektrodenelement mit dem zweiten Isoliersubstrat in der ersten Richtung gesehen überlappt und von dem zweiten Isoliersubstrat getragen wird.
  11. Halbleiterbauteil nach Anspruch 10, wobei sich das erste Isoliersubstrat und das zweite Isoliersubstrat, in der zweiten Richtung gesehen, überlappen.
  12. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Isolierelement eine Isoliersubstrat-Rückfläche aufweist, die in eine Richtung entgegengesetzt zur Isolierelement-Vorderfläche in der ersten Richtung weist, und das Halbleiterbauteil ferner eine Rückflächen-Metallschicht aufweist, die auf der Isoliersubstrat-Rückfläche ausgebildet ist.
  13. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verbindungselement durch Laserschweißen an dem zweiten Elektrodenelement angebracht ist.
  14. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Halbleiterelement einen Leistungs-MOSFET aufweist.
  15. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die leitfähige Bondschicht ein gesintertes Metall aufweist.
  16. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner aufweisend ein Dichtungsharz, das das Halbleiterelement, das Verbindungselement, die leitfähige Bondschicht, das erste Elektrodenelement und das zweite Elektrodenelement abdeckt.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, wobei das Halbleiterbauteil aufweist: ein Halbleiterelement mit einer Elementvorderfläche und einer Elementrückfläche, die einander in einer ersten Richtung gegenüberliegen, wobei die Elementvorderfläche mit einer Vorderflächenelektrode ausgebildet ist und die Elementrückfläche mit einer Rückflächenelektrode ausgebildet ist ein erstes Elektrodenelement, das eine erste Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die Elementvorderfläche weist; und ein zweites Elektrodenelement, das eine zweite Vorderfläche aufweist, die in die gleiche Richtung wie die erste Vorderfläche weist, wobei das zweite Elektrodenelement von dem ersten Elektrodenelement in einer zweiten Richtung orthogonal zu der ersten Richtung beabstandet ist, wobei das Herstellungsverfahren aufweist: Montieren des Halbleiterelements auf dem ersten Elektrodenelement, so dass die Elementrückfläche und die erste Vorderfläche einander gegenüberliegen; elektrisches Verbinden der Vorderflächenelektrode und eines Verbindungselements über eine leitfähige Bondschicht; und Verbinden des Verbindungselements mit dem zweiten Elektrodenelement, wobei das Verbindungselement versetzt von der zweiten Vorderfläche in der Richtung angeordnet ist, in der die zweite Vorderfläche weist, und zumindest ein Teil des ersten Elektrodenelements, des Halbleiterelements und der leitfähigen Bondschicht mit dem zweiten Elektrodenelement überlappt, in der zweiten Richtung gesehen.
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