DE112019005313T5

DE112019005313T5 - Halbleiterbauteil

Info

Publication number: DE112019005313T5
Application number: DE112019005313.2T
Authority: DE
Inventors: Xiaopeng Wu
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-07-22
Also published as: JP7273055B2; CN118213346A; US20210384097A1; CN112997298A; US11728237B2; CN112997298B; US20230253283A1; WO2020085377A1; JPWO2020085377A1

Abstract

Das Halbleiterbauteil beinhaltet ein Trägerelement, ein leitfähiges Element und ein Halbleiterelement. Das Trägerelement hat eine Trägerfläche, die in eine Dickenrichtung weist. Das leitfähige Element hat eine Vorderfläche, die in der Dickenrichtung zu der gleichen Seite weist wie die Trägerfläche, und hat eine Rückfläche, die der Vorderfläche gegenüberliegt. Das leitfähige Element ist derart an das Trägerelement gebondet, dass die Rückfläche hin zu der Trägerfläche weist. Das Halbleiterelement ist an die Vorderfläche gebondet. Das Halbleiterbauteil beinhaltet ferner eine erste Metallschicht und eine zweite Metallschicht. Die erste Metallschicht bedeckt wenigstens einen Teil der Trägerfläche. Die zweite Metallschicht bedeckt die Rückfläche. Die erste Metallschicht und die zweite Schicht sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Halbleiterbauteil, das mit einem Halbleiterelement ausgestattet ist, und betrifft insbesondere ein Halbleiterbauteil, bei dem das Halbleiterelement ein Schaltelement ist.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise ist ein Halbleiterbauteil in weitem Umfang bekannt, das mit einem Halbleiterelement wie einem MOSFET oder einem IGBT ausgestattet ist. Das Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel eines Halbleiterbauteils, das ein derartiges Halbleiterelement beinhaltet. Bei dem Halbleiterbauteil sind leitfähige Elemente (Metallmuster 4a und 4b in Patentdokument 1), die aus einer Metallfolie hergestellt sind, auf einem Trägerelement (einem isolierenden Substrat 11 in Patentdokument 1) angeordnet. Das Halbleiterelement ist an die leitfähigen Elemente gebondet.
Während des Gebrauchs des Halbleiterbauteils, das in Patentdokument 1 offenbart ist, steigt die Temperatur der leitfähigen Elemente aufgrund der Wärme an, die von dem Halbleiterelement erzeugt wird. Die leitfähigen Elemente, die aus einer Metallfolie hergestellt sind, sind relativ dünn, und haben eine Charakteristik, dass der Wärmewiderstandswert pro Einheitslänge („heat resistance per unit length“) in einer Richtung senkrecht zu einer Dickenrichtung hoch ist. Dies führt zu einem Problem, dass die Temperatur der leitfähigen Elemente graduell abnimmt und Teile der leitfähigen Elemente, die nahe dem Halbleiterelement angeordnet sind, auf einer hohen Temperatur gehalten werden.
Dokument des Standes der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: JP-A-2009-158787
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Technisches Problem
Im Hinblick auf die obigen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Halbleiterbauteil bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, eine Wärmeableitung („heat dissipation“) zu verbessern.
Lösung für das Problem
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Halbleiterbauteil bereit, das aufweist: ein Trägerelement, das eine Trägerfläche hat, die in eine Dickenrichtung weist; ein leitfähiges Element, das eine Vorderfläche hat, die in der Dickenrichtung zu einer gleichen Seite weist wie die Trägerfläche, und eine Rückfläche hat, die der Vorderfläche gegenüberliegt, wobei das leitfähige Element an das Trägerelement derart gebondet ist, dass die Rückfläche hin zu der Trägerfläche weist; ein Halbleiterelement, das an die Vorderfläche gebondet ist; und eine erste Metallschicht, die wenigstens einen Teil der Trägerfläche bedeckt, und eine zweite Metallschicht, die die Rückfläche bedeckt. Die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht sind durch Festphasen-Diffusion („solid phase diffusion“) aneinander gebondet.
Die spezifische Konfiguration des Halbleiterbauteils, das von der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird, ergibt sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die das Halbleiterbauteil der 1 zeigt.
3 ist eine Draufsicht entsprechend 2 und zeigt ein Abdichtungsharz als Phantom.
4 ist eine Bodenansicht, die das Halbleiterbauteil von 1 zeigt.
5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie V-V in 3.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI in 3.
7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VIII-VIII in 7.
9A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 8.
9B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 8.
9C ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 9B gezeigten Konfiguration und zeigt den bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung zentralen Abschnitt einer zweiten Metallschicht.
9D ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 9B gezeigten Konfiguration und zeigt den Umfangsabschnitt der zweiten Metallschicht bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung.
10A ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
10B ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die das Halbleiterbauteil gemäß der Variation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
10C ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 10B gezeigten Konfiguration und zeigt den zentralen Abschnitt der zweiten Metallschicht bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung.
10D ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 10B gezeigten Konfiguration und zeigt den Umfangsabschnitt der zweiten Metallschicht bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung.
11 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei das Abdichtungsharz als Phantom gezeigt ist.
12 ist eine Bodenansicht, die das Halbleiterbauteil von 11 zeigt.
13 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIII-XIII in 11.
14 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIV-XIV in 11.
15 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 13.
16 ist eine schematische Ansicht, die die Kristallkonfiguration von Graphit zeigt, das eine Basisschicht eines leitfähigen Elementes in dem Halbleiterbauteil bildet, das in 11 gezeigt ist.
17 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 15.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
19 ist eine Draufsicht, die das Halbleiterbauteil von 18 zeigt.
20 ist eine Draufsicht entsprechend der 19 und zeigt ein Abdichtungsharz als Phantom.
21 ist eine Draufsicht, die das Halbleiterbauteil in 20 zeigt, jedoch ein zweites Eingangs-Terminal und eine Vielzahl von leitfähigen Elementen als Phantom zeigt.
22 ist eine Bodenansicht, die das Halbleiterbauteil von 18 zeigt.
23 ist eine rechtsseitige Ansicht, die das Halbleiterbauteil von 18 zeigt.
24 ist eine linksseitige Ansicht, die das Halbleiterbauteil von 18 zeigt.
25 ist a Vorderansicht, die das Halbleiterbauteil von 18 zeigt.
26 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXVI-XXVI in 20.
27 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXVII-XXVII in 20.
28 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 26.
29 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 27.
30 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt und die das Abdichtungsharz als Phantom zeigt.
31 ist eine Bodenansicht, die das Halbleiterbauteil von 30 zeigt.
32 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXXII-XXXII in 30.
33 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXXIII-XXXIII in 30.
34 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 32.
35 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 33.
36 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei ein Abdichtungsharz als Phantom gezeigt ist.
37 ist eine Bodenansicht, die das Halbleiterbauteil von 36 zeigt.
38 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXXVIII-XXXVIII in 36.
39 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXXIX-XXXIX in 36.
40 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
41 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 40.
42A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 41 gezeigten Konfiguration und zeigt das obere Ende eines zentralen Abschnittes einer zweiten Metallschicht bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung.
42B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 41 gezeigten Konfiguration und zeigt das obere Ende eines Umfangsabschnittes der zweiten Metallschicht bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung.
43A ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 41 gezeigten Konfiguration und zeigt das untere Ende des zentralen Abschnittes der zweiten Metallschicht bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung.
43B ist eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend der in 41 gezeigten Konfiguration und zeigt das untere Ende des Umfangsabschnittes der zweiten Metallschicht bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung.

MODUS BZW. AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Ein Halbleiterbauteil A10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 1 bis 9D beschrieben. Das Halbleiterbauteil A10 weist ein Trägerelement 10, eine erste Metallschicht 19, ein leitfähiges Element 20, eine zweite Metallschicht 29, ein erstes Terminal 31, ein zweites Terminal 32, ein Halbleiterelement 40, ein Leitungselement 50 und ein Abdichtungsharz 60 auf. Das Halbleiterbauteil A10 beinhaltet ferner eine Isolierschicht 23, eine Gate-Schicht 24, eine Erfassungsschicht 25, ein Gate-Terminal 36, ein Erfassungs-Terminal 37, einen Gate-Draht 51, einen Erfassungsdraht 52, einen ersten Draht 531 und einen zweiten Draht 532. Das Halbleiterbauteil A10, das in diesen Figuren gezeigt ist, ist ein Leistungswandlungsbauteil (Leistungsmodul), bei dem das Halbleiterelement 40 beispielsweise ein MOSFET ist. Das Halbleiterbauteil A10 wird beispielsweise als eine Motoransteuerungsquelle, als ein Inverterbauteil für verschiedene Elektronikprodukte oder als ein Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler verwendet. 3 zeigt zum besseren Verständnis das Abdichtungsharz 60 als Phantom. In 3 ist das als Phantom gezeigte Abdichtungsharz 60 durch eine imaginäre Linie (Zwei-Punkt-Strichlinie) gezeigt. Die 9C und 9D zeigen jeweils eine Konfiguration entsprechend der in 9B gezeigten Konfiguration, sind jedoch hinsichtlich der Querschnittsposition unterschiedlich.
Bei der Beschreibung des Halbleiterbauteils A10 wird die Dickenrichtung des Trägerelementes 10 als eine „Dickenrichtung z“ bezeichnet. Eine Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung z wird als eine „erste Richtung x“ bezeichnet. Die Richtung, die senkrecht ist zu sowohl der Dickenrichtung z als auch zu der ersten Richtung x, wird als eine „zweite Richtung y“ bezeichnet. Wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, hat das Halbleiterbauteil A10 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z eine rechteckige Form. Die erste Richtung x entspricht der Längsrichtung des Halbleiterbauteils A10. Die zweite Richtung y entspricht der Querrichtung bzw. Breitenrichtung des Halbleiterbauteils A10. Bei der Beschreibung des Halbleiterbauteils A10 wird die Seite in der ersten Richtung x, auf der das erste Terminal 31 positioniert ist, als „erste Seite in der ersten Richtung x“ bezeichnet, und zwar aus Gründen der Zweckmäßigkeit. Die Seite in der ersten Richtung x, auf der das zweite Terminal 32 positioniert ist, wird als „zweite Seite in der ersten Richtung x“ bezeichnet.
Wie es in den 3, 5, und 6 gezeigt ist, trägt das Trägerelement 10 das leitfähige Element 20. In dem Beispiel des Halbleiterbauteils A10 weist das Trägerelement 10 eine rechteckige Form auf, die bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z länglich in der ersten Richtung x ist. Das Trägerelement 10 weist eine Trägerfläche 10A und eine Bodenfläche 10B auf, die einander in der Dickenrichtung z gegenüberliegen. Von diesen zwei Flächen weist die Trägerfläche 10A hin zu dem leitfähigen Element 20. Wie es in den 4 bis 6 gezeigt ist, liegt die Bodenfläche 10B gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei. Wenn das Halbleiterbauteil A10 an einer Wärmesenke angebracht ist, weist die Bodenfläche 10B hin zu der Wärmesenke. Bei dem Halbleiterbauteil A10 hat das Trägerelement 10 eine erste Trägerplatte 11, eine zweite Trägerplatte 12 und eine Bodenplatte 13.
Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ist die erste Trägerplatte 11 in der Dickenrichtung z zwischen der zweiten Trägerplatte 12 und der Bodenplatte 13 positioniert. Die erste Trägerplatte 11 ist elektrisch isolierend. Die erste Trägerplatte 11 ist aus einem Keramikmaterial hergestellt, das eine exzellente thermische Leitfähigkeit hat. Ein Beispiel des Keramikmaterials ist Aluminiumnitrid (AlN).
Wie es in den 3, 5 und 6 gezeigt ist, ist die zweite Trägerplatte 12 auf der ersten Trägerplatte 11 gebildet. Die zweite Trägerplatte 12 beinhaltet die Trägerfläche 10A. Bei dem Halbleiterbauteil A10 ist das leitfähige Element 20 an die zweite Trägerplatte 12 gebondet. Die zweite Trägerplatte 12 ist eine Metallfolie, die aus Kupfer (Cu) oder einer Kupferlegierung hergestellt ist. Demzufolge ist die zweite Trägerplatte 12 elektrisch leitfähig. In dem Beispiel des Halbleiterbauteils A10 beinhaltet die zweite Trägerplatte 12 drei Regionen, d.h. eine erste Region 121, eine zweite Region 122 und eine dritte Region 123. Die drei Regionen sind voneinander getrennt bzw. beabstandet. Die erste Region 121 ist auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert. Die zweite Region 122 ist in Bezug auf die erste Region 121 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert. Die dritte Region 123 ist in Bezug auf die Region 121 auf der ersten Seite in der zweiten Richtung y positioniert. Von diesen Regionen haben die erste Region 121 und die dritte Region 123 jeweils eine bandartige Form, die sich in der ersten Richtung x erstreckt, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z.
Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ist die Bodenplatte 13 an der ersten Trägerplatte 11 gebildet und ist gegenüber der zweiten Trägerplatte 12 positioniert. Die Bodenplatte 13 beinhaltet die Bodenfläche 10B. Wie die zweite Trägerplatte 12 ist die Bodenplatte 13 eine Metallfolie, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist, wodurch sie elektrisch leitfähig ist. Wie es in 4 gezeigt ist, hat die Bodenplatte 13 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z eine kleinere Fläche bzw. einen kleineren Flächeninhalt als die erste Trägerplatte 11. Ferner ist der Umfang der ersten Trägerplatte 11 weiter nach außen angeordnet, als der Umfang der Bodenplatte 13. Als ein Ergebnis hiervon ist das Trägerelement 10 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z mit einer Stufe 13A versehen, die die Bodenplatte 13 umgibt. Die Stufe 13A ist mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt.
Bei dem Halbleiterbauteil A10 kann das Trägerelement 10 leicht gebildet werden, und zwar beispielsweise durch ein direkt-gebondetes Kupfer-(„direct bonded copper“, DBC)-Substrat. Das DBC-Substrat ist aus einer Keramikplatte und einem Paar von Kupferfolien aufgebaut bzw. zusammengesetzt, die die Keramikplatte in der Dickenrichtung z flankieren bzw. sandwich-artig aufnehmen. Die Keramikplatte dient als die erste Trägerplatte 11. Teile des Paars von Kupferfolien sind durch Ätzen entfernt, um die zweite Trägerplatte 12 und die Bodenplatte 13 zu bilden.
Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, bedeckt die erste Metallschicht 19 wenigstens einen Teil der Trägerfläche 10A des Trägerelements 10. Bei dem Halbleiterbauteil A10 bedeckt die erste Metallschicht 19 die Trägerfläche 10A von sowohl der ersten Region 121 als auch der zweiten Region 122 der Trägerplatte 12. Die erste Metallschicht 19 bedeckt nicht die Trägerfläche 10A der dritten Region 123 der zweiten Trägerplatte 12. Wie es in 9A gezeigt ist, hat die erste Metallschicht 19 eine erste Schicht 191 und eine zweite Schicht 192. Die erste Schicht 191 bedeckt wenigstens einen Teil der Trägerfläche 10A. Die erste Schicht 191 enthält in ihrer Zusammensetzung Aluminium (Al). Die zweite Schicht 192 ist in der Dickenrichtung z bezogen auf die erste Schicht 191 gegenüber dem Trägerelement 10 positioniert und ist auf der ersten Schicht 191 gebildet. Die zweite Schicht 192 enthält in ihrer Zusammensetzung Silber (Ag). Die Vickers-Härte (HV) der ersten Schicht 191 ist kleiner als die Vickers-Härte der zweiten Schicht 192. Die Dicke t1 der ersten Schicht 191 ist größer als die Dicke t2 der zweiten Schicht 192.
Die erste Metallschicht 19 wird bereitgestellt, indem die erste Schicht 191 und die zweite Schicht 192 in dieser Reihenfolge auf der Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 gebildet werden. Diese Schichten werden durch ein Sputter-Verfahren oder ein Vakuumabscheidungs-Verfahren gebildet werden, um Beispiele zu nennen. Wenn ein DBC-Substrat verwendet wird, um das Trägerelement 10 zu bilden, werden die erste Schicht 191 und die zweite Schicht 192 in dieser Reihenfolge gebildet, um eine der Kupferfolien zu bedecken, die auf der Keramikplatte auf einer Seite in der Dickenrichtung z gebildet ist. Anschließend wird die eine der Kupferfolien, und zwar zusammen mit der ersten Schicht 191 und der zweiten Schicht 192, teilweise durch Ätzen entfernt, um die zweite Trägerplatte 12 und die erste Metallschicht 19 zu bilden.
Wie es in den 9B gezeigt ist, kann die erste Metallschicht 19 eine Einzelschicht sein. In diesem Fall beinhaltet die erste Metallschicht 19 in ihrer Zusammensetzung Silber.
Wie es in den 3, 5 und 6 gezeigt ist, ist das leitfähige Element 20 an die zweite Trägerplatte 12 des Trägerelementes 10 gebondet. In dem Halbleiterbauteil A10 bildet das leitfähige Element 20 den leitfähigen Pfad zwischen der Außenseite des Halbleiterbauteils A10 und dem Halbleiterelement 40, und zwar zusammen mit dem ersten Terminal 31, dem zweiten Terminal 3 und dem Leitungselement 50. Das leitfähige Element 20 weist eine Vorderfläche 20A und eine Rückfläche 20B auf, die einander in der Dickenrichtung z gegenüberliegen. Die Vorderfläche 20A weist in der Dickenrichtung z hin zu der gleichen Seite wie die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. Die Rückfläche 20B weist hin zu der Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. In dem Halbleiterbauteil A10 ist das leitfähige Element 20 eine Metallplatte, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist. Wie es in der 8 gezeigt ist, ist die Dicke Ta des leitfähigen Elementes 20 größer als die Dicke Tb der zweiten Trägerplatte 12. Es ist anzumerken, dass die Vorderfläche 20A mit Silber oder mit einem Stapel von verschiedenen Metallschichten plattiert sein kann, d.h. einer Aluminiumschicht, einer Nickel-(Ni)-Schicht, und einer Silberschicht, die in dieser Reihenfolge gebildet sind.
Wie es in den 3 bis 5 gezeigt ist, beinhaltet das leitfähige Element 20 einen ersten leitfähigen Abschnitt 201 und einen zweiten leitfähigen Abschnitt 202. Der erste leitfähige Abschnitt 201 ist an die erste Region 121 der zweiten Trägerplatte 12 gebondet. Der zweite leitfähige Abschnitt 202 ist an die zweite Region 122 der zweiten Trägerplatte 12 gebondet. Demgemäß sind der erste leitfähige Abschnitt 201 und der zweite leitfähige Abschnitt 202 in der ersten Richtung x voneinander getrennt bzw. beabstandet.
Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, bedeckt die zweite Metallschicht 29 die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20 (den ersten leitfähigen Abschnitt 201 und den zweiten leitfähigen Abschnitt 202). Wie es in den 9A und 9B gezeigt ist, weist die zweite Metallschicht 29 eine erste Schicht 291 und eine zweite Schicht 292 auf. Die erste Schicht 291 bedeckt die Rückfläche 20B. Die erste Schicht 291 enthält in ihrer Zusammensetzung Aluminium. Die zweite Schicht 292 ist in der Dickenrichtung z in Bezug auf die erste Schicht 291 gegenüber dem leitfähigen Element 20 positioniert und ist auf der ersten Schicht 291 gebildet. Die zweite Schicht 292 enthält Silber in ihrer Zusammensetzung. Die Vickers-Härte der ersten Schicht 291 ist kleiner als die Vickers-Härte der zweiten Schicht 292. Die Dicke t1 der ersten Schicht 291 ist größer als die Dicke t2 der zweiten Schicht 292.
Die zweite Metallschicht 29 wird bereitgestellt, indem die erste Schicht 291 und die zweite Schicht 292 in dieser Reihenfolge auf der Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20 gebildet werden. Diese Schichten können beispielsweise durch ein Sputter-Verfahren oder durch ein Vakuumabscheidungs-Verfahren gebildet werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Bonden des Trägerelementes 10 und des leitfähigem Elementes 20 beschrieben.
Zunächst wird die erste Metallschicht 19, die die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 bedeckt, in Kontakt gebracht mit der zweiten Metallschicht 29, die die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20 bedeckt. Zu diesem Zeitpunkt kontaktiert die zweite Schicht 192 der ersten Metallschicht 19 die zweite Schicht 292 der zweiten Metallschicht 29. Als ein Ergebnis hiervon liegen die Trägerfläche 10A und die Rückfläche 20B einander gegenüber bzw. weisen zueinander hin.
Als Nächstes werden die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 durch Festphasen-Diffusion („solid phase diffusion“) aneinander gebondet. Um eine Festphasen-Diffusion mit der ersten Metallschicht 19 und der zweiten Metallschicht 29 durchzuführen, ist eine Umgebung mit hoher Temperatur und hohem Druck erforderlich. Als eine Bedingung für die Festphasen-Diffusion kann die Temperatur 350 °C betragen, und der Druck kann 40 MPa betragen, um Beispiele zu nennen. Als ein Ergebnis hiervon werden die zweite Schicht 192 der ersten Metallschicht 19 und die zweite Schicht 292 der zweiten Metallschicht 29 durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. In dem dargestellten Beispiel wird veranlasst, dass die Festphasen-Diffusion in der Atmosphäre auftritt bzw. durchgeführt wird, obgleich sie auch in einem Vakuum veranlasst werden kann. Bei dem obigen Prozess wird das leitfähige Element 20 an das Trägerelement 10 gebondet, wobei die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20 zu der Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 weist.
Wie es in den 9A und 9B gezeigt ist, werden zwischen der zweiten Schicht 192 der ersten Metallschicht 19 und der zweiten Schicht 292 der zweiten Metallschicht 29 Lücken bzw. Spalten 19A gebildet. Die Lücken 19A werden gebildet, wenn die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet werden.
Wie es in den 9C und 9D gezeigt ist, ist das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der zweiten Schicht 292 der zweiten Metallschicht 29 zwischen dem zentralen Abschnitt der zweiten Metallschicht 29 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z und dem Umfangsabschnitt der zweiten Metallschicht 29 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z unterschiedlich. Das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der zweiten Schicht 292 an dem zentralen Abschnitt ist kleiner als das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der zweiten Schicht 292 an dem Umfangsabschnitt.
Wie es in den 9D gezeigt ist, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z, ist der Umfangsabschnitt des leitfähigen Elementes 20 mit einer Ausnehmung 20C gebildet, die in der Dickenrichtung z gegenüber der Rückfläche 20B ausgenommen bzw. zurückversetzt ist. Die Ausnehmung 20C steht in Kontakt mit der ersten Schicht 291 der zweiten Metallschicht 29. Ferner, wie es in den 9C und 9D gezeigt ist, ist die maximale Dicke t1-1 des zentralen Abschnittes der ersten Schicht 291 kleiner als die maximale Dicke tl-2 des Umfangsabschnittes der ersten Schicht 291, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z.
Wie es in den 3 und 6 gezeigt ist, ist die Isolierschicht 23 auf der Trägerfläche 10A der dritten Region 123 der zweiten Trägerplatte 12 angeordnet. Die Isolierschicht 23 weist eine Streifenform auf, die sich in der ersten Richtung x erstreckt. Ein Beispiel des Materials der Isolierschicht 23 ist Keramik oder Glasepoxidharz.
Wie es in den 3 und 6 gezeigt ist, ist die Gate-Schicht 24 auf der Isolierschicht 23 angeordnet. Die Gate-Schicht 24 hat eine Streifenform, die sich in der ersten Richtung x erstreckt. Die Gate-Schicht 24 ist eine Metallfolie, die Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält. Die Oberfläche bzw. Fläche der Gate-Schicht 24 kann beispielsweise Silber-plattiert sein.
Wie es in den 3 und 6 gezeigt ist, ist die Erfassungsschicht 25 auf der Isolierschicht 23 angeordnet. Die Erfassungsschicht 25 hat eine Streifenform, die sich in der ersten Richtung x erstreckt. Die Erfassungsschicht 25 hat eine Breite, die im Wesentlichen gleich der Breite der Gate-Schicht 24 ist. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z ist die Erfassungsschicht 25 in der zweiten Richtung y zwischen der Gate-Schicht 24 und dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 positioniert. Die Erfassungsschicht 25 ist eine Metallfolie, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist. Die Fläche der Erfassungsschicht 25 kann beispielsweise Silber-plattiert sein.
Wie es in den 2, 3 und 5 gezeigt ist, ist das erste Terminal 31 auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert. Das erste Terminal 31 ist mit dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 verbunden. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z hat das erste Terminal 31 eine Streifenform, die sich in der ersten Richtung x erstreckt. Das erste Terminal 31 ist eine Metallplatte, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist. Das erste Terminal 31 weist einen Verbindungsabschnitt 311 und einen Terminal-Abschnitt 312 auf. Der Verbindungsabschnitt 311 ist mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Der Verbindungsabschnitt 311 ist mit der Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 verbunden, und zwar beispielsweise durch Löt-Bonden oder Ultraschall-Bonden. Als ein Ergebnis hiervon ist das erste Terminal 31 mit dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 elektrisch verbunden. Der Terminal-Abschnitt 312 ist mit einem Ende des Verbindungsabschnittes 311 auf der ersten Seite in der ersten Richtung x verbunden. Der Terminal-Abschnitt 312 liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei.
Wie es in den 2, 3 und 5 gezeigt ist, ist das zweite Terminal 32 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert. Das zweite Terminal 32 ist mit dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 verbunden. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z hat das zweite Terminal 32 eine Streifenform, die sich in der ersten Richtung x erstreckt. Das zweite Terminal 32 ist eine Metallplatte, die z.B. aus Kupfer hergestellt ist. Das zweite Terminal 32 weist einen Verbindungsabschnitt 321 und einen Terminal-Abschnitt 322 auf. Der Verbindungsabschnitt 321 ist mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Der Verbindungsabschnitt 321 ist mit der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 verbunden, und zwar durch Löt-Bonden oder durch Ultraschall-Bonden. Als ein Ergebnis hiervon ist das zweite Terminal 32 mit dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 elektrisch verbunden. Der Terminal-Abschnitt 322 ist mit einem Ende des Verbindungsabschnittes 321 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x verbunden. Der Terminal-Abschnitt 322 liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei.
Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, ist das Halbleiterelement 40 an die Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 (leitfähiges Element 20) gebondet. Das Halbleiterelement 40 ist ein Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), der aus einem Halbleitermaterial hergestellt ist, das hauptsächlich Siliciumcarbid (SiC) enthält, um ein Beispiel zu nennen. Es ist anzumerken, dass das Halbleiterelement 40 nicht auf einen MOSFET beschränkt ist und ein Feldeffekttransistor wie ein Metall-Isolator-Halbleiter-Feldeffekttransisitor (MISFET) oder ein Bipolartransistor wie ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) sein kann. Die Beschreibung des Halbleiterbauteils A10 wird unter der Annahme durchgeführt, dass das Halbleiterelement 40 ein n-Kanal-MOSFET mit einer vertikalen Struktur ist.
Wie es in den 7 und 8 gezeigt ist, hat das Halbleiterelement 40 eine erste Fläche 40A, eine zweite Fläche 40B, eine erste Elektrode 41, eine zweite Elektrode 42, eine Gate-Elektrode 43 und einen Isolierfilm 44. Die erste Fläche 40A und die zweite Fläche 40B weisen in der Dickenrichtung z voneinander weg. Die erste Fläche 40A weist hin zu der gleichen Seite wie die Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 in der Dickenrichtung z weist. Demgemäß liegt die zweite Fläche 40B der Vorderfläche 20A gegenüber.
Wie es in den 7 und 8 gezeigt ist, ist die erste Elektrode 41 auf der ersten Fläche 40A vorgesehen. Ein Source-Strom, der aus dem Inneren Halbleiterelementes 40 stammt, fließt durch die erste Elektrode 41.
Wie es in 8 gezeigt ist, ist die zweite Elektrode 42 über der gesamten zweiten Fläche 40B vorgesehen. Ein Drain-Strom fließt durch die zweite Elektrode 42 hin zu dem Inneren des Halbleiterelementes 40. Die zweite Elektrode 42 ist an die Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 gebondet, und zwar über eine Bond-Schicht 49, die elektrisch leitfähig ist. Ein Beispiel der Bond-Schicht 49 ist bleifreies Lötmittel, das hauptsächlich Zinn (Sn) oder kalciniertes Silber bzw. geglühtes Silber („calcined silver“) enthält. Als ein Ergebnis hiervon ist die zweite Elektrode 42 elektrisch mit dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 verbunden. Folglich ist das erste Terminal 31 elektrisch mit der zweiten Elektrode 42, und zwar über den ersten leitfähigen Abschnitt 201, verbunden. Demgemäß entspricht das erste Terminal 31 einem Drain-Terminal des Halbleiterbauteils A10.
Wie es in den 7 gezeigt ist, ist die Gate-Elektrode 43 auf der ersten Fläche 40A vorgesehen. Eine Gate-Spannung zum Ansteuern des Halbleiterelements 40 wird an die Gate-Elektrode 43 angelegt. Die Größe der Gate-Elektrode 43 ist kleiner als die Größe der ersten Elektrode 41.
Wie es in den 7 und 8 gezeigt ist, ist der Isolierfilm 44 auf der ersten Fläche 40A vorgesehen. Der Isolierfilm 44 ist elektrisch isolierend. Der Isolierfilm 44 umgibt die erste Elektrode 41 und die Gate-Elektrode 43 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z. Der Isolierfilm 44 ist gebildet durch Übereinanderstapeln einer Siliciumdioxid-(SiO₂) -Schicht, einer Siliciumnitrid-(Si₃N₄)-Schicht und einer Polybenzoxazol-(PBO)-Schicht, und zwar in dieser Reihenfolge auf der ersten Fläche 40A. Es ist anzumerken, dass die Polybenzoxazol-Schicht in dem Isolierfilm 44 durch eine Polyimid-Schicht ersetzt werden kann.
Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, ist das Leitungselement 50 mit der ersten Elektrode 41 des Halbleiterelements 40 und mit der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 verbunden. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z hat das Leitungselement 50 eine Streifenform, die sich in der ersten Richtung x erstreckt. Das Leitungselement 50 ist ein Metallanschluss (metal lead''), der aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung hergestellt ist. Das Ende des Leitungselementes 50, das auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist, ist mit der ersten Elektrode 41 über die Bond-Schicht 49 verbunden. Das Ende des Leitungselementes 50 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x ist mit der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 über die Bond-Schicht 49 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist die erste Elektrode 41 elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 verbunden. Demzufolge ist das zweite Terminal 32 elektrisch mit der ersten Elektrode 41 über den zweiten leitfähigen Abschnitt 202 und das Leitungselement 50 verbunden. Demgemäß entspricht das zweite Terminal 32 einem Source-Terminal des Halbleiterbauteils A10. Es ist anzumerken, dass das Leitungselement 50 eine Vielzahl von Drähten aufweisen kann. Ein Beispiel des Materials der Vielzahl von Drähten ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Gate-Draht 51 mit der Gate-Elektrode 43 des Halbleiterelements 40 und mit der Gate-Schicht 24 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist die Gate-Elektrode 43 elektrisch mit der Gate-Schicht 24 verbunden. Ein Beispiel des Materials des Gate-Drahtes 51 ist Gold (Au), Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Erfassungsdraht 52 mit der ersten Elektrode 41 des Halbleiterelementes 40 und mit der Erfassungsschicht 25 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist die erste Elektrode 41 elektrisch mit der Erfassungsschicht 25 verbunden. Ein Beispiel des Materials des Erfassungsdrahtes 52 ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
Wie es in 3 gezeigt ist, sind das Gate-Terminal 36 und das Erfassungs-Terminal 37 benachbart zu dem Trägerelement 10 in der zweiten Richtung y. Das Gate-Terminal 36 und das Erfassungs-Terminal 37 sind entlang der ersten Richtung x angeordnet bzw. aufgereiht. Das Gate-Terminal 36 und das Erfassungs-Terminal 37 sind beide aus dem gleichen Anschlussrahmen gebildet.
Eine Gate-Spannung zum Ansteuern des Halbleiterelementes 40 wird an das Gate-Terminal 36 angelegt. Das Gate-Terminal 36 weist einen Verbindungsabschnitt 361 und einen Terminal-Abschnitt 362 auf. Der Verbindungsabschnitt 361 ist mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Als ein Ergebnis hiervon ist das Gate-Terminal 36 durch das Abdichtungsharz 60 gelagert bzw. getragen. Die Fläche des Verbindungsabschnittes 361 kann beispielsweise silber-plattiert sein. Der Terminal-Abschnitt 362 ist mit dem Verbindungsabschnitt 361 verbunden und liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei (siehe 6). Der Terminal-Abschnitt 362 weist bei einer Betrachtung in der ersten Richtung x eine L-Form auf.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist das Erfassungs-Terminal 37 benachbart zu dem Gate-Terminal 36 in der ersten Richtung x. Die Spannung, die an die erste Elektrode 41 des Halbleiterelements 40 angelegt wird (d.h. die Spannung, die dem Source-Strom entspricht), wird an dem Erfassungs-Terminal 37 erfasst. Das Erfassungs-Terminal 37 weist einen Verbindungsabschnitt 371 und einen Terminal-Abschnitt 372 auf. Der Verbindungsabschnitt 371 ist mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Als ein Ergebnis hiervon ist das Erfassungs-Terminal 37 durch das Abdichtungsharz 60 gelagert. Die Fläche des Verbindungsabschnittes 371 kann beispielsweise silber-plattiert sein. Der Terminal-Abschnitt 372 ist mit dem Verbindungsabschnitt 371 verbunden und liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei (siehe 3 und 4). Der Terminal-Abschnitt 372 weist bei einer Betrachtung in der ersten Richtung x eine L-Form auf.
Wie es in 3 gezeigt ist, ist der erste Draht 531 mit dem Verbindungsabschnitt 361 des Gate-Terminals 36 und mit der Gate-Schicht 24 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist das Gate-Terminal 36 elektrisch mit der Gate-Schicht 24 verbunden. Demzufolge ist das Gate-Terminal 36 elektrisch mit der Gate-Elektrode 43 des Halbleiterelements 40 verbunden, und zwar über den ersten Draht 531, die Gate-Schicht 24 und den Gate-Draht 51. Ein Beispiel des Materials des ersten Drahts 531 ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
Wie es in den 3 gezeigt ist, ist der zweite Draht 532 mit dem Verbindungsabschnitt 371 des Erfassungs-Terminals 37 und mit der Erfassungsschicht 25 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist das Erfassungs-Terminal 37 elektrisch mit der Erfassungsschicht 25 verbunden. Somit ist das Erfassungs-Terminal 37 elektrisch mit der ersten Elektrode 41 des Halbleiterelements 40 verbunden, und zwar über den zweiten Draht 532, die Erfassungsschicht 25 und den Erfassungsdraht 52. Ein Beispiel des Materials des zweiten Drahts 532 ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.
Wie es in 5 gezeigt ist, bedeckt das Abdichtungsharz 60 das Trägerelement 10, jeweilige Teile des ersten Terminals 31 und des zweiten Terminals 32, das leitfähige Element 20, das Halbleiterelement 40 und das Leitungselement 50. Ferner bedeckt das Abdichtungsharz 60 die Isolierschicht 23, die Gate-Schicht 24, die Erfassungsschicht 25, den Gate-Draht 51, den Erfassungsdraht 52, den ersten Draht 531, den zweiten Draht 532 und jeweilige Teile des Gate-Terminals 36 und des Erfassungs-Terminals 37. Das Abdichtungsharz 60 ist aus einem Material hergestellt, das beispielsweise schwarzes Epoxidharz enthält. Wie es in den 2 bis 6 gezeigt ist, hat das Abdichtungsharz 60 eine obere Fläche 61, eine Bodenfläche 62 und ein Paar von ersten Seitenflächen 63A und ein Paar von zweiten Seitenflächen 63B.
Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, weist die obere Fläche 61 in der Dickenrichtung z hin zu der gleichen Seite, zu der die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 weist. Die Bodenfläche 62 weist in der Dickenrichtung z von der oberen Fläche 61 weg. Wie es in 4 gezeigt ist, liegt die Bodenfläche 10B der Bodenplatte 13 (Trägerelement 10) gegenüber der Bodenfläche 62 frei. Die Bodenfläche 62 hat eine Rahmenform, die die Bodenplatte 13 umgibt.
Wie es in 5 gezeigt ist, sind das Paar von ersten Seitenflächen 63A sowohl mit der oberen Fläche 61 als auch mit der Bodenfläche 62 verbunden und weisen in die erste Richtung x. Der Terminal-Abschnitt 312 des ersten Terminals 31 liegt gegenüber jener ersten Seitenfläche 63A frei, die auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist. Der Terminal-Abschnitt 322 des zweiten Terminals 32 liegt gegenüber jener ersten Seitenfläche 63A frei, die auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist.
Wie es in 6 gezeigt ist, sind das Paar von zweiten Seitenflächen 63B sowohl mit der oberen Fläche 61 als auch der Bodenfläche 62 verbunden und weisen in die zweite Richtung y. Beide Enden von jeder zweiten Seitenfläche 63B in der ersten Richtung x sind mit dem Paar von ersten Seitenflächen 63A verbunden. Der Terminal-Abschnitt 362 des Gate-Terminals 36 und der Terminal-Abschnitt 372 des Erfassungs-Terminals 37 liegen gegenüber einer des Paars von zweiten Seitenflächen 63B frei.
<Variation der ersten Ausführungsform>
Als Nächstes wird ein Halbleiterbauteil A11, bei dem es sich um eine Variation des Halbleiterbauteils A10 handelt, unter Bezugnahme auf die 10A bis 10D beschrieben. Das Halbleiterbauteil A11 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauteil A10 hinsichtlich der Konfigurationen der ersten Metallschicht 19 und der zweiten Metallschicht 29. Die 10C und 10D zeigen jeweils eine Konfiguration entsprechend der in 10B gezeigten Konfiguration, sind jedoch hinsichtlich der Querschnittsposition unterschiedlich.
Wie es in 10A gezeigt ist, beinhaltet die erste Metallschicht 19 des Halbleiterbauteils A11 ferner eine dritte Schicht 193 zwischen der ersten Schicht 191 und der zweiten Schicht 192. Die dritte Schicht 193 enthält als ihre Zusammensetzung Nickel. Die Dicke t3 der dritten Schicht 193 ist kleiner als sowohl die Dicke t1 der ersten Schicht 191 als auch die Dicke t2 der zweiten Schicht 192.
Wie es in den 10B gezeigt ist, kann die erste Metallschicht 19 eine Einzelschicht sein, und zwar wie in dem Fall des Halbleiterbauteils A10, das in 9B gezeigt ist. In diesem Fall enthält die erste Metallschicht 19 Silber als ihre Zusammensetzung.
Wie es in den 10A und 10B gezeigt ist, beinhaltet die zweite Metallschicht 29 des Halbleiterbauteils A11 ferner eine dritte Schicht 293 zwischen der ersten Schicht 291 und der zweiten Schicht 292. Die dritte Schicht 293 beinhaltet Nickel als ihre Zusammensetzung. Die Dicke t3 der dritten Schicht 293 ist kleiner als sowohl die Dicke t1 der ersten Schicht 291 als auch die Dicke t2 der zweiten Schicht 292.
Die erste Metallschicht 19 des Halbleiterbauteils A11 ist bereitgestellt durch Bilden der ersten Schicht 191, der dritten Schicht 193 und der zweiten Schicht 192, und zwar in dieser Reihenfolge auf der Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. In ähnlicher Weise ist die zweite Metallschicht 29 des Halbleiterbauteils A11 bereitgestellt durch Bilden der ersten Schicht 291, der dritten Schicht 293 und der zweiten Schicht 292, und zwar in dieser Reihenfolge auf der Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20. In dem Halbleiterbauteil A11 ist das leitfähige Element 20 auch in ähnlicher Weise an das Trägerelement 10 gebondet, und zwar als ein Ergebnis des Bondens zwischen der zweiten Schicht 192 der ersten Metallschicht 19 und der zweiten Schicht 292 der zweiten Metallschicht 29 durch Festphasen-Diffusion.
Wie es in den 10C und 10D gezeigt ist, ist das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der zweiten Schicht 292 der zweiten Metallschicht 29 zwischen dem zentralen Abschnitt der zweiten Metallschicht 29 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z und dem Umfangsabschnitt der zweiten Metallschicht 29 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z unterschiedlich. Das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der zweiten Schicht 292 an dem zentralen Abschnitt ist kleiner als das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der zweiten Schicht 292 an dem Umfangsabschnitt.
Wie es in 10D gezeigt ist, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z, ist der Umfangsabschnitt des leitfähigen Elementes 20 mit einer Ausnehmung 20C gebildet, die in der Dickenrichtung z gegenüber der Rückfläche 20B ausgenommen bzw. zurückversetzt ist. Die Ausnehmung 20C befindet sich in Kontakt mit der ersten Schicht 291 der zweiten Metallschicht 29. Ferner, wie es in 10C und 10D gezeigt ist, ist die maximale Dicke t1-1 des zentralen Abschnittes der ersten Schicht 291 kleiner als die maximale Dicke tl-2 des Umfangsabschnittes der ersten Schicht 291, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z.
Nachstehend werden Vorteile des Halbleiterbauteils A10 beschrieben.
Das Halbleiterbauteil A10 weist die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 auf. Die erste Metallschicht 19 bedeckt wenigstens einen Teil der Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. Die zweite Metallschicht 29 bedeckt die Rückfläche 20B des leitfähigen Elements 20. Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Auf diese Art und Weise kann die Dicke des leitfähigen Elementes 20 größer gemacht werden als die Dicke einer herkömmlichen Metallfolie. Dies ermöglicht es, den Wärmewiderstandswert des leitfähigen Elementes 20 pro Einheitslänge in einer Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung z zu reduzieren. Als ein Ergebnis hiervon ist es weniger wahrscheinlich, dass sich von dem Halbleiterelement 40 erzeugte Wärme lokal in dem leitfähigen Element 20 konzentriert, wobei es ermöglicht ist, dass die Wärme leichter in eine weitere Fläche bzw. in einen breiteren Bereich („wider area“) hinein übertragen wird. Da die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind, wird ferner verhindert, dass das Halbleiterbauteil A10 eine Verringerung hinsichtlich der thermischen Leitfähigkeit in der Dickenrichtung z erfährt. Dies ermöglicht es, dass das Halbleiterbauteil A10 eine verbesserte Wärmeableitungseigenschaft hat.
Wie es in den 9A und 9B gezeigt ist, hat die zweite Metallschicht 29 die erste Schicht 291, die die Rückfläche 20B des leitfähigen Elements 20 bedeckt, und die zweite Schicht 292, die in der Dickenrichtung z in Bezug auf die erste Schicht 291 gegenüber dem leitfähigen Element 20 positioniert ist. Die zweite Schicht 192 der ersten Metallschicht 19 und die zweite Schicht 292 sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. The Vickers-Härte der ersten Schicht 291 ist kleiner als die Vickers-Härte der zweiten Schicht 292. Zusätzlich hierzu ist die Dicke t1 der ersten Schicht 291 der zweiten Metallschicht 29 größer als die Dicke t2 der zweiten Schicht 292 der zweiten Metallschicht 29. Wenn die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind, kann hierbei die Spannung reduziert bzw. entlastet werden, die von dem Trägerelement 10 und dem leitfähigen Element 20 auf die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 wirkt. Dies verringert die Restspannung, die sich in der ersten Metallschicht 19 und der zweiten Metallschicht 29 akkumuliert, die durch Festphasen-Diffusion gebondet sind, was dazu beiträgt, das Auftreten von Brüchen bzw. Rissen („cracks“) in der ersten Metallschicht 19 und der zweiten Metallschicht 29 während des Gebrauchs des Halbleiterbauteils A10 zu unterdrücken.
Bei dem Halbleiterbauteil A10 hat das Trägerelement 10 die erste Trägerplatte 11, die elektrisch isolierend ist, und die zweite Trägerplatte 12, die die Trägerfläche 10A hat und die auf der ersten Trägerplatte 11 gebildet ist. Das leitfähige Element 20 ist eine Metallplatte. Das leitfähige Element 20 ist dicker als die zweite Trägerplatte 12. Dies ermöglicht es, den Wärmewiderstandswert des leitfähigen Elementes 20 pro Einheitslänge in einer Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung z zu reduzieren.
Das Trägerelement 10 weist die Bodenfläche 10B gegenüber der Trägerfläche 10A auf. Das Halbleiterbauteil A10 beinhaltet ferner das Abdichtungsharz 60, das das leitfähige Element 20, das Halbleiterelement 40 und einen Teil des Trägerelementes 10 bedeckt. Die Bodenfläche 10B liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei. Dies verbessert die Wärmeableitungseigenschaft des Halbleiterbauteils A10. Ferner ist das Trägerelement 10 mit der Stufe 13A versehen, die die Bodenplatte 13 des Trägerelementes 10 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z umgibt. Die Stufe 13A ist mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Dies verhindert, dass sich das Trägerelement 10 von dem Abdichtungsharz 60 löst bzw. abfällt („dropped“), und zwar selbst in einem Zustand, bei dem die Bodenfläche 10B gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei liegt.
<Zweite Ausführungsform>
Ein Halbleiterbauteil A20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 11 bis 17 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die identisch sind oder ähnlich sind zu den Elementen des Halbleiterbsauteils A10, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und Beschreibungen hiervon werden weggelassen. 11 zeigt das Abdichtungsharz 60 als Phantom, und zwar zum Zwecke des besseren Verständnisses. Das Abdichtungsharz 60, das als Phantom gezeigt ist, ist durch eine imaginäre Linie dargestellt.
Das Halbleiterbauteil A20 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauteil A10 hinsichtlich der Konfigurationen des Trägerelementes 10 und des leitfähigen Elementes 20.
In dem Halbleiterbauteil A20 ist das Trägerelement 10 eine isolierende Platte. Wie es in den 11 bis 14 gezeigt ist, weist die isolierende Platte eine Trägerfläche 10A und eine Bodenfläche 10B auf. Demgemäß ist das Trägerelement 10 nicht mit der Stufe 13A versehen, und zwar im Unterschied zu dem Trägerelement 10 des Halbleiterbauteils A10. Die isolierende Platte ist aus einem Keramikmaterial hergestellt, das eine exzellente thermische Leitfähigkeit hat. Ein Beispiel des Keramikmaterials ist Aluminiumnitrid (AlN). Wie es in 13 gezeigt ist, hat die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 Bereiche, die bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z mit dem leitfähigen Element 20 überlappen, und die erste Metallschicht 19 bedeckt diese Bereiche der Trägerfläche 10A.
Wie es in den 13 und 14 gezeigt ist, weist das leitfähige Element 20 eine Basisschicht 21, eine erste Verdrahtungsschicht 221 und eine zweite Verdrahtungsschicht 222 auf. Die Basisschicht 21 nimmt den größten Teil des Volumens des leitfähigen Elementes 20 ein. Die Basisschicht 21 enthält Karbon bzw. Kohlenstoff als deren Zusammensetzung. In dem Halbleiterbauteil A20 ist die Basisschicht 21 aus Graphit hergestellt. Alternativ hierzu kann die Basisschicht 21 aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff („carbon fiber reinforced plastic“, CFRP) hergestellt sein. Wie es in 16 gezeigt ist, erstreckt sich die Richtung der Innen-Ebene bzw. In-Ebene („in-plane“) des Graphits, bei der es sich um die Richtung handelt, in der sich Graphitkristalle 21A fortsetzen, entlang der Richtung z oder x. Die Richtung aus der Ebene heraus („out-of-plane direction“) des Graphits, bei der es sich um die Richtung handelt, in der die Graphitkristalle 21A übereinander gestapelt sind, erstreckt sich entlang einer Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung z. In dem Beispiel des Halbleiterbauteils A20 ist die Richtung aus der Ebene des Graphits heraus die zweite Richtung y. Demgemäß kann das Young'sche Modul der Basisschicht 21 in der Richtung der In-Ebene, d.h. in der Dickenrichtung z, viermal größer sein oder größer sein als das Young'sche Modul von Kupfer (1000 GPa oder mehr). Das Young'sche Modul der Basisschicht 21 in der Richtung aus der Ebene heraus beträgt 30 bis 40 GPa. Wie es in 15 gezeigt ist, ist die Dicke Td der Basisschicht 21 größer als die Dicke Tc des Trägerelementes 10.
Wie es in den 13 und 14 gezeigt ist, weist die erste Verdrahtungsschicht 221 eine Vorderfläche 20A auf und ist auf der Basisschicht 21 gebildet. Die zweite Verdrahtungsschicht 222 weist eine Rückfläche 20B auf und ist auf der Basisschicht 21 gebildet. Demgemäß ist die Basisschicht 21 zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 221 und der zweiten Verdrahtungsschicht 222 positioniert. Die erste Verdrahtungsschicht 221 und die zweite Verdrahtungsschicht 222 sind Metallfolien, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt sind. Wie es in 15 gezeigt ist, sind die Dicke Te der ersten Verdrahtungsschicht 221 und die Dicke Tf der zweiten Verdrahtungsschicht 222 jeweils kleiner als die Dicke Td der Basisschicht 21. In dem leitfähigen Element 20 sind die zweite Verdrahtungsschicht 222, die Basisschicht 21 und die erste Verdrahtungsschicht 221 in dieser Reihenfolge ausgehend von der Rückfläche 20B hin zu der Vorderfläche 20A gebildet.
Wie es in 17 gezeigt ist, haben die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 die gleichen Konfigurationen wie jene in dem Halbleiterbauteil A10 (siehe 9A).
Nachstehend werden Vorteile des Halbleiterbauteils A20 beschrieben.
Das Halbleiterbauteil A20 weist die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 auf. Die erste Metallschicht 19 bedeckt wenigstens einen Teil der Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. Die zweite Metallschicht 29 bedeckt die Rückfläche 20B des leitfähigen Elements 20. Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Dies ermöglicht es, dass das Halbleiterbauteil A20 eine verbesserte Wärmeableitungseigenschaft hat.
Bei dem Halbleiterbauteil A20 ist das Trägerelement 10 eine isolierende Platte. Das leitfähige Element 20 weist die erste Verdrahtungsschicht 221 mit der Vorderfläche 20A, die zweite Verdrahtungsschicht 222 mit der Rückfläche 20B und die Basisschicht 21 zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 221 und der zweiten Verdrahtungsschicht 222 auf. Die Basisschicht 21 ist aus Graphit hergestellt. Die Richtung der In-Ebene des Graphits ist entlang der Dickenrichtung z. Die Basisschicht 21 ist dicker als das Trägerelement 10. Dies ermöglicht es, den Wärmewiderstandswert des leitfähigen Elementes 20 pro Einheitslänge in der Dickenrichtung z, als auch in einer Richtung senkrecht zu der Dickenrichtung z (erste Richtung x in dem Beispiel des Halbleiterbauteils A20) zu reduzieren. Die thermische Leitfähigkeit des Graphits in der Richtung der In-Ebene ist etwa viermal so groß wie die thermische Leitfähigkeit von Kupfer (398W/(m·K)). Dies ermöglicht es, die Wärmeableitungseigenschaft des Halbleiterbauteils A20 verglichen mit dem Halbleiterbauteil A10 weiter zu verbessern.
Die Dichte der Basisschicht 21, die aus Graphit hergestellt ist, beträgt etwa 1/4 der Dichte von Kupfer (8,92g/cm³). Als solches kann das Halbleiterbauteil A20 ein geringeres Gewicht haben als das Halbleiterbauteil A10.
<Dritte Ausführungsform>
Ein Halbleiterbauteil A30 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 18 bis 29 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die identisch sind oder ähnlich sind zu den Elementen des Halbleiterbauteils A10, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und Beschreibungen hiervon werden weggelassen. 20 zeigt das Abdichtungsharz 60 als Phantom, und zwar zum besseren Verständnis. 21 entspricht 20, zeigt jedoch ein zweites Eingangs-Terminal 34 und eine Vielzahl von Leitungselementen 50 zum besseren Verständnis als Phantom. In den 20 und 21 sind diese Elemente durch imaginäre Linien dargestellt.
Das Halbleiterbauteil A30 weist ein Trägerelement 10, eine erste Metallschicht 19, ein leitfähiges Element 20, eine zweite Metallschicht 29, ein erstes Eingangs-Terminal 33, ein zweites Eingangs-Terminal 34, ein Ausgangs-Terminal 35, ein isolierendes Element 39, ein Vielzahl von Halbleiterelementen 40, eine Vielzahl von Leitungselementen 50 und ein Abdichtungsharz 60 auf. Ferner beinhaltet das Halbleiterbauteil A30 ein Paar von Isolierschichten 23, ein Paar von Gate-Schichten 24, ein Paar von Erfassungsschichten 25, ein Paar von Gate-Terminals 36, ein Paar von Erfassungs-Terminals 37, eine Vielzahl von Dummy-Terminals 38, eine Vielzahl von Gate-Drähten 51, eine Vielzahl von Erfassungsdrähten 52, ein Paar von ersten Drähten 531 und ein Paar von zweiten Drähten 532. Das Halbleiterbauteil A30 unterscheidet sich von Halbleiterbauteil A10 hinsichtlich der Konfigurationen mit der Ausnahme der ersten Metallschicht 19, des leitfähigen Elements 20 und der zweiten Metallschicht 29. Wie es in den 18 und 19 gezeigt ist, weist das Halbleiterbauteil A30 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z eine rechteckige Form auf.
Wie es in 20 gezeigt ist, beinhaltet die zweite Trägerplatte 12 des Trägerelementes 10 nur eine erste Region 121 und eine zweite Region 122. Wie es in den 26 und 27 gezeigt ist, bedeckt die erste Metallschicht 19 die Trägerfläche 10A von sowohl der ersten Region 121 als auch der zweiten Region 122. Die erste Region 121 ist an den ersten leitfähigen Abschnitt 201 gebondet. Die zweite Region 122 ist an den zweiten leitfähigen Abschnitt 202 gebondet.
Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 haben die gleichen Konfigurationen wie jene in dem Halbleiterbauteil A10 (siehe 9A und 9B). Es ist anzumerken, dass die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 in dem Halbleiterbauteil A30 stattdessen die gleichen Konfigurationen haben können wie jene in dem Halbleiterbauteil A11 (siehe 10A und 10B).
Wie es in 21 gezeigt ist, ist das Paar von Isolierschichten 23 auf den jeweiligen Vorderflächen 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 bzw. des zweiten leitfähigen Abschnitt 202 angeordnet. Das Paar von Isolierschichten 23 sind voneinander in der ersten Richtung x getrennt bzw. beabstandet. Jede des Paars von Isolierschichten 23 hat eine Streifenform, die sich in der zweiten Richtung y erstreckt. Die Isolierschicht 23 auf der ersten Seite in der ersten Richtung x ist auf der Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 angeordnet. Die Isolierschicht 23 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x ist auf der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 angeordnet.
Wie es in 21 gezeigt ist, sind das das Paar von Gate-Schichten 24 auf dem Paar von Isolierschichten 23 angeordnet. Jede des Paars von Gate-Schichten 24 hat eine Streifenform, die sich in der zweiten Richtung y erstreckt.
Wie es in 21 gezeigt ist, sind das Paar von Erfassungsschichten 25 auf dem Paar von Isolierschichten 23 angeordnet. Jede des Paars von Erfassungsschichten 25 hat eine Streifenform, die sich in der zweiten Richtung y erstreckt. Auf der Isolierschicht 23, die auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist, ist die Erfassungsschicht 25 weiter hin zu der ersten Seite in der ersten Richtung x versetzt als die Gate-Schicht 24. Auf der Isolierschicht 23, die auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist, ist die Erfassungsschicht 25 weiter hin zu der zweiten Seite in der ersten Richtung x versetzt als die Gate-Schicht 24.
Wie es in den 20 und 21 gezeigt ist, sind das erste Eingangs-Terminal 33 und das zweite Eingangs-Terminal 34 auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert. Gleichstromleistung, die umgewandelt werden soll, wird in das erste Eingangs-Terminal 33 und das zweite Eingangs-Terminal 34 eingegeben. Das erste Eingangs-Terminal 33 ist eine positive Elektrode (P-Terminal). Das zweite Eingangs-Terminal 34 ist eine negative Elektrode (N-Terminal). Wie es in 27 gezeigt ist, ist das zweite Eingangs-Terminal 34 in der Dickenrichtung z von dem ersten Eingangs-Terminal 33, dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 und dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 getrennt bzw. beabstandet. Jedes von dem ersten Eingangs-Terminal 33 und dem zweiten Eingangs-Terminal 34 ist eine Metallplatte, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist.
Wie es in 21 gezeigt ist, hat das erste Eingangs-Terminal 33 einen ersten Verbindungsabschnitt 331 und einen ersten Terminal-Abschnitt 332. Bei dem ersten Eingangs-Terminal 33 ist die Grenzfläche zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 331 und dem ersten Terminal-Abschnitt 332 jene Fläche, die sich entlang der zweiten Richtung y und der Dickenrichtung z erstreckt und die jene erste Seitenfläche 63A des Abdichtungsharzes 60 enthält, die auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist. Der erste Verbindungsabschnitt 331 ist vollständig mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Der Bereich des ersten Verbindungsabschnittes 331 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x hat eine kamm-artige Form. Der kamm-artige Bereich ist mit der Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 durch Löt-Bonden oder Ultraschall-Bonden verbunden. Als solches ist das erste Eingangs-Terminal 33 elektrisch mit dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 verbunden.
Wie es in den 21 und 22 gezeigt ist, erstreckt sich der erste Terminal-Abschnitt 332 ausgehend von dem Abdichtungsharz 60 hin zu der ersten Seite in der ersten Richtung x. Der erste Terminal-Abschnitt 332 hat bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z eine rechteckige Form. Beide Seiten des ersten Terminal-Abschnittes 332 in der zweiten Richtung y sind mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Der andere bzw. verbleibende Abschnitt des ersten Terminal-Abschnitts 332 liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei. Als ein Ergebnis hiervon ist das erste Eingangs-Terminal 33 sowohl durch den ersten leitfähigen Abschnitt 201 als auch das Abdichtungsharz 60 gelagert.
Wie es in 20 gezeigt ist, hat das zweite Eingangs-Terminal 34 einen zweiten Verbindungsabschnitt 341 und einen zweiten Terminal-Abschnitt 342. Die Grenzfläche zwischen dem zweiten Verbindungsabschnitt 341 und dem zweiten Terminal-Abschnitt 342 des zweiten Eingangs-Terminals 34 ist die gleiche wie die Grenzfläche des ersten Verbindungsabschnittes 331 und des ersten Terminal-Abschnittes 332 des ersten Eingangs-Terminals 33.
Wie es in 20 gezeigt ist, hat der zweite Verbindungsabschnitt 341 einen Verbindungsabschnitt 341A und eine Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 341B. Der Verbindungsabschnitt 341A hat eine Streifenform, die sich in der zweiten Richtung y erstreckt. Das Ende des Verbindungsabschnittes 341A auf der ersten Seite in der ersten Richtung x ist mit dem zweiten Terminal-Abschnitt 342 verbunden. Die Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 341B erstrecken sich von dem Verbindungsabschnitt 341A hin zu der zweiten Seite in der ersten Richtung x. Jeder der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 341B hat eine Streifenform, die sich in der ersten Richtung x erstreckt. Wie es in 29 gezeigt ist, sind die Enden der Vielzahl von Verlängerungsabschnitten 341B auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x mit ersten Elektroden 41 einer Vielzahl von zweiten Elementen 402 (deren Details nachstehend beschrieben sind) verbunden, und zwar über Bond-Schichten 49. Als ein Ergebnis hiervon ist das zweite Eingangs-Terminal 34 elektrisch mit den ersten Elektroden 41 der Vielzahl von zweiten Elementen 402 verbunden.
Wie es in den 19 und 20 gezeigt ist, erstreckt sich der zweite Terminal-Abschnitt 342 ausgehend von dem Abdichtungsharz 60 hin zu der ersten Seite in der ersten Richtung x. Der zweite Terminal-Abschnitt 342 hat bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z eine rechteckige Form. Beide Seiten des zweiten Terminal-Abschnittes 342 in der zweiten Richtung y sind mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Der andere bzw. verbleibende Abschnitt des zweiten Terminal-Abschnittes 342 liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei. Wie es in den 20 und 21 gezeigt ist, überlappt der zweite Terminal-Abschnitt 342 mit dem ersten Terminal-Abschnitt 332 des ersten Eingangs-Terminals 33, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z. Wie es in 27 gezeigt ist, ist der zweite Terminal-Abschnitt 342 von dem ersten Terminal-Abschnitt 332 hin zu jener Seite in der Dickenrichtung z getrennt bzw. beabstandet, zu der die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 weist. Bei dem Beispiel des Halbleiterbauteils A30 hat der zweite Terminal-Abschnitt 342 die gleiche Form wie der erste Terminal-Abschnitt 332.
Wie es in 27 gezeigt ist, ist das isolierende Element 39 zwischen dem ersten Eingangs-Terminal 33 und dem zweiten Eingangs-Terminal 34 positioniert, und zwar in der Dickenrichtung z gesehen. Das isolierende Element 39 ist eine flache Platte, die elektrisch isolierend ist. Ein Beispiel des isolierenden Elementes 39 ist eine isolierende Lage bzw. Schicht. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z überlappt das erste Eingangs-Terminal 33 vollständig mit dem isolierenden Element 39. Hinsichtlich des zweiten Eingangs-Terminals 34 ist es so, dass ein Teil des Verbindungsabschnittes 341A des zweiten Verbindungsabschnittes 341 und der zweite Terminal-Abschnitt 342 insgesamt mit dem isolierenden Element 39 überlappen, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z. Diese Abschnitte, die mit dem isolierenden Element 39 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z überlappen, stehen in Kontakt mit dem isolierenden Element 39. Als ein Ergebnis hiervon sind das erste Eingangs-Terminal 33 und das zweite Eingangs-Terminal 34 gegeneinander isoliert. Teile des isolierenden Elementes 39 (ein Teil auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x und Teile auf beiden Seiten in der zweiten Richtung y) sind mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt.
Wie es in den 21 und 27 gezeigt ist, hat das isolierende Element 39 einen dazwischentretenden Abschnitt („intervening portion“) 391 und einen Verlängerungsabschnitt 392. Der dazwischentretende Abschnitt 391 ist zwischen dem ersten Terminal-Abschnitt 332 des ersten Eingangs-Terminals 33 und dem zweiten Terminal-Abschnitt 342 des zweiten Eingangs-Terminals 34 vorgesehen. Der Verlängerungsabschnitt 392 erstreckt sich von dem dazwischentretenden Abschnitt 391 weiter hin zu der ersten Seite in der ersten Richtung x als der erste Terminal-Abschnitt 332 und der zweite Terminal-Abschnitt 342. Beide Seiten des Verlängerungsabschnittes 392 in der zweiten Richtung y sind mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt.
Wie es in 20 gezeigt ist, ist das Ausgangs-Terminal 35 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert. Wechselstromleistung, die sich aus der Leistungsumwandlung mittels der Vielzahl von Halbleiterelementen 40 ergibt, wird aus dem Ausgangs-Terminal 35 ausgegeben. Das Ausgangs-Terminal 35 ist eine Metallplatte, die aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung hergestellt ist. Das Ausgangs-Terminal 35 weist einen Verbindungsabschnitt 351 und einen Terminal-Abschnitt 352 auf. Die Grenzfläche zwischen dem Verbindungsabschnitt 351 und dem Terminal-Abschnitt 352 ist jene Fläche, die sich entlang der zweiten Richtung y und der Dickenrichtung z erstreckt und die jene erste Seitenfläche 63A des Abdichtungsharzes 60 beinhaltet, die auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist. Der Verbindungsabschnitt 351 ist vollständig mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Der Verbindungsabschnitt 351 beinhaltet einen kammartigen Abschnitt 351A auf der ersten Seite in der ersten Richtung x. Der kamm-artige Abschnitt 351A ist mit der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 durch Löt-Bonden oder Ultraschall-Bonden verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist das Ausgangs-Terminal 35 elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 verbunden. Wie es in den 19 und 20 gezeigt ist, erstreckt sich der Terminal-Abschnitt 352 ausgehend von dem Abdichtungsharz 60 hin zu der zweiten Seite in der ersten Richtung x. Der Terminal-Abschnitt 352 hat bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z eine rechteckige Form. Beide Seiten des Terminal-Abschnittes 352 in der zweiten Richtung y sind mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Der andere Abschnitt des Terminal-Abschnitts 352 liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei. Als ein Ergebnis hiervon ist das Ausgangs-Terminal 35 sowohl durch den zweiten leitfähigen Abschnitt 202 als auch durch das Abdichtungsharz 60 gelagert.
Die Vielzahl von Halbleiterelementen 40 beinhalten eine Vielzahl von ersten Elementen 401 und eine Vielzahl von zweiten Elementen 402. Die Vielzahl von ersten Elementen 401 und die Vielzahl von zweiten Elementen 402 sind identisch zu den Halbleiterelementen 40 in dem oben beschriebenen Halbleiterbauteil A10. Demzufolge werden Beschreibungen der jeweiligen Konfigurationen der Vielzahl von ersten Elementen 401 und der Vielzahl von zweiten Elementen 402 weggelassen.
Wie es in 20 gezeigt ist, sind die Vielzahl von ersten Elementen 401 an die Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 gebondet. Die Vielzahl von ersten Elementen 401 sind entlang der zweiten Richtung y mit vorbestimmten Abständen angeordnet bzw. aufgereiht. Die Vielzahl von ersten Elementen 401 bilden eine obere Zweigschaltung des Halbleiterbauteils A30. In dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 sind die Vielzahl von ersten Elementen 401 weiter hin zu der zweiten Seite in der ersten Richtung x versetzt als die Isolierschicht 23.
Wie es in 20 gezeigt ist, sind die Vielzahl von zweiten Elementen 402 an die Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 gebondet. Die Vielzahl von zweiten Elementen 402 sind entlang der zweiten Richtung y mit vorbestimmten Abständen angeordnet bzw. aufgereiht. Die Vielzahl von zweiten Elementen 402 bilden eine untere Zweigschaltung des Halbleiterbauteils A30. In dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 sind die Vielzahl von zweiten Elementen 402 weiter hin zu der ersten Seite in der ersten Richtung x versetzt als die Isolierschicht 23.
Wie es in 20 gezeigt ist, befinden sich die Vielzahl von ersten Elementen 401 und die Vielzahl von zweiten Elementen 402 auf dem leitfähigen Element 20 insgesamt in einer zueinander versetzten („staggered“) Anordnung. In dem dargestellten Beispiel weist das Halbleiterbauteil A30 vier erste Elemente 401 und vier zweite Elemente 402 auf. Die Anzahl der ersten Elemente 401 und die Anzahl der zweiten Elemente 402 ist nicht auf den obigen Wert beschränkt und kann gemäß der Leistungsfähigkeit variiert werden, die für das Halbleiterbauteil A30 gefordert ist.
Wie es in den 26 und 28 gezeigt ist, sind die Vielzahl von Leitungselementen 50 mit den ersten Elektroden 41 der Vielzahl von ersten Elementen 401 und der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 verbunden. Die Enden der Vielzahl von Leitungselementen 50, die auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert sind, sind mit den ersten Elektroden 41 der Vielzahl von ersten Elementen 401 über die Bond-Schichten 49 verbunden. Die Enden der Vielzahl von Leitungselementen 50, die auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert sind, sind mit der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 über die Bond-Schichten 49 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon sind die ersten Elektroden 41 der Vielzahl von ersten Elementen 401 elektrisch mit dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 verbunden.
Die Vielzahl von Gate-Drähten 51 beinhalten eine Vielzahl von ersten Gate-Drähten 511 und eine Vielzahl von zweiten Gate-Drähten 512. Wie es in 20 gezeigt ist, sind die Vielzahl von ersten Gate-Drähten 511 mit den Gate-Elektroden 43 der Vielzahl von ersten Elementen 401 und mit einer Gate-Schicht 24 verbunden, die auf der Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnitts 201 positioniert ist. Als ein Ergebnis hiervon sind die Gate-Elektroden 43 der Vielzahl von ersten Elementen 401 elektrisch mit der Gate-Schicht 24 verbunden. Wie es in 20 gezeigt ist, sind die Vielzahl von zweiten Gate-Drähten 512 mit den Gate-Elektroden 43 der Vielzahl von zweiten Elementen 402 und mit der anderen Gate-Schicht 24 verbunden, die auf der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 positioniert ist. Als ein Ergebnis hiervon sind die Gate-Elektroden 43 der Vielzahl von zweiten Elementen 402 elektrisch mit der Gate-Schicht 24 verbunden.
Die Vielzahl von Erfassungsdrähten 52 beinhalten eine Vielzahl von ersten Erfassungsdrähten 521 und eine Vielzahl von zweiten Erfassungsdrähten 522. Wie es in 20 gezeigt ist, sind die Vielzahl von ersten Erfassungsdrähten 521 mit den ersten Elektroden 41 der Vielzahl von ersten Elementen 401 und mit einer Erfassungsschicht 25 verbunden, die auf der Vorderfläche 20A des ersten leitfähigen Abschnittes 201 positioniert ist. Als ein Ergebnis hiervon sind die ersten Elektroden 41 der Vielzahl von ersten Elementen 401 elektrisch mit der Erfassungsschicht 25 verbunden. Wie es in 20 gezeigt ist, sind die Vielzahl von zweiten Erfassungsdrähten 522 mit den ersten Elektroden 41 der Vielzahl von zweiten Elementen 402 und mit der anderen Erfassungsschicht 25 verbunden, die auf der Vorderfläche 20A des zweiten leitfähigen Abschnittes 202 positioniert ist. Als ein Ergebnis hiervon sind die ersten Elektroden 41 der Vielzahl von zweiten Elementen 402 elektrisch mit der Erfassungsschicht 25 verbunden.
Wie es in 20 gezeigt ist, sind das Paar von Gate-Terminals 36, das Paar von Erfassungs-Terminals 37 und die Vielzahl von Dummy-Terminals 38 benachbart zu dem leitfähigen Element 20 in der zweiten Richtung y. Diese Terminals sind entlang der ersten Richtung x angeordnet bzw. aufgereiht. In dem Halbleiterbauteil A30 sind das Paar von Gate-Terminals 36, das Paar von Erfassungs-Terminals 37 und die Vielzahl von Dummy-Terminals 38 aus dem gleichen Anschlussrahmen gebildet.
Wie es in 20 gezeigt ist, ist eines von dem Paar von Gate-Terminals 36 benachbart zu dem ersten leitfähigen Abschnitt 201, und das andere ist benachbart zu dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202. Eine Gate-Spannung zum Ansteuern entweder der Vielzahl von ersten Elementen 401 oder der Vielzahl von zweiten Elementen 402 wird an ein jeweiliges des Paars von Gate-Terminals 36 angelegt.
Wie es in 20 gezeigt ist, ist jedes des Paars von Erfassungs-Terminals 37 benachbart zu einem jeweiligen des Paares von Gate-Terminals 36 in der ersten Richtung x. Über die jeweiligen Erfassungs-Terminals 37 wird eine Spannung (entsprechend dem Source-Strom) an die ersten Elektroden 41 von entweder den ersten Elementen 401 oder den zweiten Elementen 402 aufgebracht.
Wie es in den 20 gezeigt ist, sind die Vielzahl von Dummy-Terminals 38 in der ersten Richtung x gegenüber den Gate-Terminals 36 in Bezug auf die Erfassungs-Terminals 37 positioniert. In dem dargestellten Beispiel weist das Halbleiterbauteil A30 sechs Dummy-Terminals 38 auf. Drei von diesen Dummy-Terminals 38 sind auf der ersten Seite in der ersten Richtung x angeordnet. Die anderen drei Dummy-Terminals 38 sind auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x angeordnet. Es ist anzumerken, dass die Anzahl der Dummy-Terminals 38 nicht hierauf beschränkt ist. Ferner kann das Halbleiterbauteil A30 gar keine Dummy-Terminals 38 beinhalten. Jedes der Dummy-Terminals 38 hat einen Verbindungsabschnitt 381 und einen Terminal-Abschnitt 382. Der Verbindungsabschnitt 381 ist mit dem Abdichtungsharz 60 bedeckt. Als ein Ergebnis hiervon sind die Vielzahl von Dummy-Terminals 38 durch das Abdichtungsharz 60 gelagert. Die Fläche des Verbindungsabschnittes 381 kann beispielsweise silber-plattiert sein. Der Terminal-Abschnitt 382 ist mit dem Verbindungsabschnitt 381 verbunden und liegt gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei (siehe 20 und 25). Wie es in den 23 und 24 gezeigt ist, hat der Terminal-Abschnitt 382 bei einer Betrachtung in der ersten Richtung x eine L-Form. Jeder der Terminal-Abschnitte 362 des Paars von Gate-Terminals 36 und der Terminal-Abschnitte 372 des Paars von Erfassungs-Terminals 37 hat die gleiche Form wie der Terminal-Abschnitt 382.
Wie es in 20 gezeigt ist, sind das Paar von ersten Drähten 531 mit dem Paar von Gate-Terminals 36 und dem Paar von Gate-Schichten 24 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist ein Gate-Terminal 36, das benachbart ist zu dem ersten leitfähigen Abschnitt 201, elektrisch mit den Gate-Elektroden 43 der Vielzahl von ersten Elementen 401 verbunden. Das andere Gate-Terminal 36, das benachbart ist zu dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202, ist elektrisch mit den Gate-Elektroden 43 der Vielzahl von zweiten Elementen 402 verbunden.
Wie es in 20 gezeigt ist, sind das Paar von zweiten Drähten 532 mit dem Paar von Erfassungs-Terminals 37 und dem Paar von Erfassungsschichten 25 verbunden. Als ein Ergebnis hiervon ist ein Erfassungs-Terminal 37, das benachbart ist zu dem ersten leitfähigen Abschnitt 201, elektrisch mit den ersten Elektroden 41 der Vielzahl von ersten Elementen 401 verbunden. Das andere Erfassungs-Terminal 37, das benachbart ist zu dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202, ist elektrisch mit den ersten Elektroden 41 der Vielzahl von zweiten Elementen 402 bzw. ersten Elementen 401 verbunden.
Wie es in den 26 und 27 gezeigt ist, bedeckt das Abdichtungsharz 60 das Trägerelement 10, einen Teil des ersten Eingangs-Terminals 33, einen Teil des zweiten Eingangs-Terminals 34, einen Teil des Ausgangs-Terminals 35, das leitfähige Element 20, die Vielzahl von Halbleiterelementen 40 und die Vielzahl von Leitungselementen 50. Ferner bedeckt das Abdichtungsharz 60 das Paar von Isolierschichten 23, das Paar von Gate-Schichten 24, das Paar von Erfassungsschichten 25, die Vielzahl von Gate-Drähten 51, die Vielzahl von Erfassungsdrähten 52, das Paar von ersten Drähten 531 und das Paar von zweiten Drähten 532. Das Abdichtungsharz 60 bedeckt auch jeweilige Teile des Paars von Gate-Terminals 36, des Paares von Erfassungs-Terminals 37 und der Vielzahl von Dummy-Terminals 38. Wie es in den 19 bis 25 gezeigt ist, hat das Abdichtungsharz 60 eine obere Fläche 61, eine Bodenfläche 62, ein Paar von ersten Seitenflächen 63A, ein Paar von zweiten Seitenflächen 63B, eine Vielzahl von dritten Seitenflächen 63C, eine Vielzahl von vierten Seitenflächen 63D, eine Vielzahl von abgeschrägten Abschnitten 63E und eine Vielzahl von Montagelöchern 64.
Wie es in den 26 und 27 gezeigt ist, weist die obere Fläche 61 hin zu der gleichen Seite wie die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 in der Dickenrichtung z. Die Bodenfläche 62 weist in der Dickenrichtung z von der oberen Fläche 61 weg. Wie es in 22 gezeigt ist, liegt die Bodenfläche 10B der Bodenplatte 13 (Trägerelement 10) gegenüber der Bodenfläche 62 frei. Die Bodenfläche 62 hat eine Rahmenform, die die Bodenplatte 13 umgibt.
Wie es in den 19 bis 24 und in 27 gezeigt ist, sind die ersten Seitenflächen 63A jeweils mit der oberen Fläche 61 und der Bodenfläche 62 verbunden und weisen in die erste Richtung x. Der erste Terminal-Abschnitt 332 des ersten Eingangs-Terminals 33 und der zweite Terminal-Abschnitt 342 des zweiten Eingangs-Terminals 34 erstrecken sich nach außen entlang der ersten Richtung x, und zwar ausgehend von jener ersten Seitenfläche 63A, die auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist. Der Terminal-Abschnitt 352 des Ausgangs-Terminals 35 erstreckt sich nach außen entlang der ersten Richtung x, und zwar ausgehend von jener ersten Seitenfläche 63A, die auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert ist. Demgemäß liegen jeweilige Teile des ersten Eingangs-Terminals 33 und des zweiten Eingangs-Terminals 34 auf der ersten Seite in der ersten Richtung x gegenüber dem Abdichtungsharz 60 frei. Auch ist ein Teil des Ausgangs-Terminals 35 gegenüber dem Abdichtungsharz 60 auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x freigelegt.
Wie es in den 19 bis 25 gezeigt ist, sind das Paar von zweiten Seitenflächen 63B sowohl mit der oberen Fläche 61 als auch der Bodenfläche 62 verbunden und weisen in die zweite Richtung y. Die Terminal-Abschnitte 362 des Paars von Gate-Terminals 36, die Terminal-Abschnitte 372 des Paars von Erfassungs-Terminals 37 und die Terminal-Abschnitte 382 der Vielzahl von Dummy-Terminals 38 liegen gegenüber einer des Paars von zweiten Seitenflächen 63B frei.
Wie es in den 19 bis 24 und in 27 gezeigt ist, sind die Vielzahl von dritten Seitenflächen 63C sowohl mit der oberen Fläche 61 als auch der Bodenfläche 62 verbunden und weisen in die zweite Richtung y. Die Vielzahl von dritten Seitenflächen 63C beinhalten ein Paar von dritten Seitenflächen 63C, die auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert sind, und ein Paar von dritten Seitenflächen 63C, die auf der zweiten Seite in der ersten Richtung x positioniert sind. Das Paar von dritten Seitenflächen 63C sowohl auf der ersten Seite als auch der zweiten Seite in der ersten Richtung x weisen in der zweiten Richtung y aufeinander zu. Ferner sind das Paar von dritten Seitenflächen 63C auf sowohl der ersten Seite als auch der zweiten Seite in der ersten Richtung x mit den jeweiligen Enden der entsprechenden Seitenfläche 63A in der zweiten Richtung y verbunden.
Wie es in den 19 bis 27 gezeigt ist, sind die Vielzahl von vierten Seitenflächen 63D sowohl mit der oberen Fläche 61 als auch mit der Bodenfläche 62 verbunden und weisen in die erste Richtung x. Die Vielzahl von vierten Seitenflächen 63D sind gegenüber dem Paar von ersten Seitenflächen 63A in der ersten Richtung x hin zu der äußeren Seite des Halbleiterbauteils A30 versetzt. Die Vielzahl von vierten Seitenflächen 63D beinhalten ein erstes Paar von vierten Seitenflächen 63D, die auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert sind, und ein zweites Paar von vierten Seitenflächen 63D, die auf der zweiten oder gegenüberliegenden Seite in der ersten Richtung x positioniert sind. Jede vierte Seitenfläche 63D des jeweiliges Paars in der ersten Richtung x hat zwei gegenüberliegende Enden in der zweiten Richtung y, von denen eines mit einer der zwei zweiten Seitenflächen 63B verbunden ist, und von denen das andere mit einer der entsprechenden zwei dritten Seitenflächen 63C verbunden ist.
Wie es in den 19 und 22 gezeigt ist, ist jeder der Vielzahl von abgeschrägten Abschnitten 63E an der Grenze zwischen einer der ersten Seitenflächen 63A und einer der dritten Seitenflächen 63C positioniert. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z ist jeder der Vielzahl von abgeschrägten Abschnitten 63E relativ zu der ersten Richtung x und zu der zweiten Richtung y geneigt.
Wie es in 26 gezeigt ist, durchdringen die Vielzahl von Montagelöchern 64 das Abdichtungsharz 60 ausgehend von der oberen Fläche 61 hin zu der Bodenfläche 62 in der Dickenrichtung z. Die Vielzahl von Montagelöchern 64 werden verwendet, wenn das Halbleiterbauteil A30 an einer Wärmesenke angebracht wird. Wie es in den 19 und 22 gezeigt ist, weist jeder der Ränder der Vielzahl von Montagelöchern 64 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z eine Kreisform auf. Die Vielzahl von Montagelöchern 64 sind bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z an vier Ecken des Abdichtungsharzes 60 positioniert.
Nachstehend werden Vorteile des Halbleiterbauteils A30 beschrieben.
Das Halbleiterbauteil A30 beinhaltet die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29. Die erste Metallschicht 19 bedeckt die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. Die zweite Metallschicht 29 bedeckt die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20. Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Dies ermöglicht es, dass das Halbleiterbauteil A30 eine verbesserte Wärmeableitungseigenschaft hat.
Bei dem Halbleiterbauteil A30 beinhalten die Vielzahl von Halbleiterelementen 40 die Vielzahl von ersten Elementen 401 und die Vielzahl von zweiten Elementen 402. Die Vielzahl von ersten Elementen 401 sind an den ersten leitfähigen Abschnitt 201 gebondet. Die Vielzahl von zweiten Elementen 402 sind an den zweiten leitfähigen Abschnitt 202 gebondet. Da die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind, kann jeder von dem ersten leitfähigen Abschnitt 201 und dem zweiten leitfähigen Abschnitt 202 so konstruiert werden, dass er eine Dicke hat, die größer ist als die Dicke der zweiten Trägerplatte 12. Dies ermöglicht es, dass das leitfähige Element 20, an das die Vielzahl von Halbleiterelemente 40 gebondet ist, insgesamt eine verbesserte Wärmeableitungseigenschaft hat.
Das erste Eingangs-Terminal 33 und das zweite Eingangs-Terminal 34 sind auf der ersten Seite in der ersten Richtung x positioniert. Das erste Eingangs-Terminal 33 und das zweite Eingangs-Terminal 34 sind in der Dickenrichtung z voneinander getrennt bzw. beabstandet. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z überlappt wenigstens ein (zweiter Terminal-Abschnitt 342) des zweiten Eingangs-Terminals 34 mit dem ersten Eingangs-Terminal 33. Als ein Ergebnis hiervon kann die Selbst-Induktanz („self-inductance“) des ersten Eingangs-Terminals 33 durch das Magnetfeld reduziert werden, das von dem zweiten Eingangs-Terminal 34 während des Gebrauchs des Halbleiterbauteils A30 erzeugt wird, und es kann folglich verhindert werden, dass eine Leistungsumwandlungseffizienz des Halbleiterbauteils A30 abnimmt.
<Vierte Ausführungsform>
Ein Halbleiterbauteil A40 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die 30 bis 35 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die ähnlich sind oder identisch sind zu den Elementen des Halbleiterbauteils A10, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und Beschreibungen hiervon werden weggelassen. 30 zeigt das Abdichtungsharz 60 als Phantom, und zwar zum besseren Verständnis. Das als Phantom gezeigte Abdichtungsharz 60 ist durch eine imaginäre Linie darstellt.
Das Halbleiterbauteil A40 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauteil A30 hinsichtlich der Konfigurationen des Trägerelementes 10 und des leitfähigen Elementes 20.
Bei dem Halbleiterbauteil A40 ist das Trägerelement 10 eine isolierende Platte. Wie es in den 30 bis 34 gezeigt ist, beinhaltet die isolierende Platte eine Trägerfläche 10A und eine Bodenfläche 10B. Wie es in den 32 und 33 gezeigt ist, hat die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10 Bereiche bzw. Flächen, die bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z mit dem leitfähigen Element 20 überlappen, und die erste Metallschicht 19 bedeckt jene Bereiche der Trägerfläche 10A. Abgesehen von diesen Punkten ist die Konfiguration des Trägerelementes 10 die gleiche wie jene des Trägerelementes 10 bei dem Halbleiterbauteil A20, und Beschreibungen derartiger Konfigurationen werden folglich weggelassen.
Wie es in den 32 bis 35 gezeigt ist, beinhaltet das leitfähige Element 20 eine Basisschicht 21, eine erste Verdrahtungsschicht 221 und eine zweite Verdrahtungsschicht 222. Die Basisschicht 21 nimmt den größten Teil des Volumens des leitfähigen Elementes 20 ein. Die Basisschicht 21 enthält Kohlenstoff als deren Zusammensetzung. In dem Halbleiterbauteil A40 ist die Basisschicht 21 aus Graphit hergestellt. Die erste Verdrahtungsschicht 221 weist eine Vorderfläche 20A auf und ist auf der Basisschicht 21 gebildet. Die zweite Verdrahtungsschicht 222 weist eine Rückfläche 20B auf und ist auf der Basisschicht 21 gebildet. Demgemäß ist die Basisschicht 21 zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 221 und der zweiten Verdrahtungsschicht 222 positioniert. Abgesehen von diesen Punkten ist die Konfiguration des leitfähigen Elementes 20 die gleiche wie jene des leitfähigen Elementes 20 in dem Halbleiterbauteil A20, und Beschreibungen derartiger Konfigurationen werden weggelassen.
Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 haben die gleichen Konfigurationen wie jene in dem Halbleiterbauteil A20 (siehe 17).
Nachfolgend werden Vorteile des Halbleiterbauteils A40 beschrieben.
Das Halbleiterbauteil A40 weist die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 auf. Die erste Metallschicht 19 bedeckt wenigstens einen Teil der Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. Die zweite Metallschicht 29 bedeckt die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20. Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Dies ermöglicht es, dass das Halbleiterbauteil A40 eine verbesserte Wärmeableitungseigenschaft hat.
Bei dem Halbleiterbauteil A40 ist das Trägerelement 10 eine isolierende Platte. Das leitfähige Element 20 weist die erste Verdrahtungsschicht 221, die die Vorderfläche 20A hat, die zweite Verdrahtungsschicht 222, die die Rückfläche 20B hat, und die Basisschicht 21 zwischen der ersten Verdrahtungsschicht 221 und der zweiten Verdrahtungsschicht 222 auf. Die Basisschicht 21 ist aus Graphit hergestellt. Die Richtung der In-Ebene des Graphits erstreckt sich entlang der Dickenrichtung z. Die Basisschicht 21 ist dicker als das Trägerelement 10. Dies ermöglicht es, die Wärmeableitungseigenschaft des Halbleiterbauteils A40 verglichen mit dem Halbleiterbauteil A30 weiter zu verbessern. Die Dichte der Basisschicht 21, die aus Graphit hergestellt ist, beträgt etwa 1/4 der Dichte von Kupfer. Als solches kann das Halbleiterbauteil A40 mit einem geringeren Gewicht ausgebildet werden als das Halbleiterbauteil A30.
<Fünfte Ausführungsform>
Ein Halbleiterbauteil A50 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 36 bis 39 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die identisch sind oder ähnlich sind zu Elementen des Halbleiterbauteils A10, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und Beschreibungen hiervon werden weggelassen. 36 zeigt das Abdichtungsharz 60 als Phantom, und zwar zum Zwecke des besseren Verständnisses. Das Abdichtungsharz 60, das als Phantom gezeigt ist, ist durch eine imaginäre Linie dargestellt.
Das Halbleiterbauteil A50 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauteil A30 hinsichtlich der Konfiguration des Trägerelementes 10.
Wie es in den 36 bis 39 gezeigt ist, beinhaltet das Trägerelement 10 einen ersten Trägerabschnitt 101 und einen zweiten Trägerabschnitt 102, die in der ersten Richtung x voneinander getrennt bzw. beabstandet sind. Jeder von dem ersten Trägerabschnitt 101 und dem zweiten Trägerabschnitt 102 beinhaltet eine erste Trägerplatte 11, eine zweite Trägerplatte 12 und eine Bodenplatte 13. Wie es in den 38 und 30 gezeigt ist, bedeckt die erste Metallschicht 19 die Trägerfläche 10A von jedem von dem ersten Trägerabschnitt 101 und dem zweiten Trägerabschnitt 102. Der erste leitfähige Abschnitt 201 ist an die zweite Trägerplatte 12 des ersten Trägerabschnittes 101 gebondet. Der zweite leitfähige Abschnitt 202 ist an die zweite Trägerplatte 12 des zweiten Trägerabschnittes 102 gebondet.
Wie es in 37 gezeigt ist, liegt die Bodenfläche 10B von jedem von dem ersten Trägerabschnitt 101 und dem zweiten Trägerabschnitt 102 gegenüber der Bodenfläche 62 des Abdichtungsharzes 60 frei. Bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung ist ein Teil der Bodenfläche 62 zwischen der Bodenfläche 10B des ersten Trägerabschnittes 101 und der Bodenfläche 10B des zweiten Trägerabschnittes 102 positioniert.
Nachstehend werden Vorteile des Halbleiterbauteils A50 beschrieben.
Das Halbleiterbauteil A50 beinhaltet die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29. Die erste Metallschicht 19 bedeckt die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. Die zweite Metallschicht 29 bedeckt die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20. Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29 sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Dies ermöglicht es, dass das Halbleiterbauteil A50 eine verbesserte Wärmeableitungseigenschaft hat.
Bei dem Halbleiterbauteil A50 beinhaltet das Trägerelement 10 den ersten Trägerabschnitt 101 und den zweiten Trägerabschnitt 102. Der erste Trägerabschnitt 101 und der zweite Trägerabschnitt 102 sind voneinander getrennt. Der erste leitfähige Abschnitt 201 ist an den ersten Trägerabschnitt 101 gebondet. Der zweite leitfähige Abschnitt 202 ist an den zweiten Trägerabschnitt 102 gebondet. Wenn das Abdichtungs- harz 60 während der Herstellung des Halbleiterbauteils A50 gebildet wird, biegt sich das Halbleiterbauteil A50 in der Dickenrichtung z durch bzw. verwirft sich („is warped“), und zwar aufgrund des Schrumpfens des Abdichtungsharzes 60. Die oben beschriebene Konfiguration kann ein derartiges Schrumpfen unterdrücken.
<Sechste Ausführungsform>
Ein Halbleiterbauteil A60 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die 40 bis 43B beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die identisch mit oder ähnlich zu den Elementen des Halbleiterbauteils A10 sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und Beschreibungen hiervon werden weggelassen. 40 entspricht 8.
Das Halbleiterbauteil A60 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauteil A10 hinsichtlich der Konfigurationen des leitfähigen Elementes 20 und der zweiten Metallschicht 29.
Wie es in 40 gezeigt ist, hat das leitfähige Element 20 (der erste leitfähige Abschnitt 201 und der zweite leitfähigen Abschnitt 202) eine Körperschicht 20D und eine Bond-Schicht 20E. Die Körperschicht 20D beinhaltet eine Vorderfläche 20A. Die Körperschicht 20D ist eine Metallplatte, die aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung hergestellt ist. Die Bond-Schicht 20E beinhaltet eine Rückfläche 20B und ist an der Körperschicht 20D gebildet. Die Bond-Schicht 20E enthält als ihre Zusammensetzung Silber. Die Bond-Schicht 20E ist dünner als die Körperschicht 20D. Die Bond-Schicht 20E ist durch Bilden eines Films auf der Körperschicht 20D bereitgestellt. Der Film kann durch ein Sputter-Verfahren oder durch ein Vakuumabscheidungs-Verfahren gebildet werden, um Beispiele zu nennen.
Wie es in 41 gezeigt ist, beinhaltet die zweite Metallschicht 29 eine erste Schicht 291, ein Paar von zweiten Schichten 292 und ein Paar von dritten Schichten 293. Die erste Schicht 291 enthält Aluminium als ihre Zusammensetzung. Die erste Schicht 291 ist beispielsweise eine Aluminiumfolie. Die Dicke t1 der ersten Schicht 291 ist größer als die Dicke t1 der ersten Schicht 291 in dem Halbleiterbauteil A10. Das Paar von zweiten Schichten 292 flankiert die erste Schicht 291 in der Dickenrichtung z bzw. schließt diese sandwich-artig ein. Jede des Paars von zweiten Schichten 292 enthält Silber als ihre Zusammensetzung. Die Vickers-Härte der ersten Schicht 291 ist kleiner als die Vickers-Härte von jeder des Paars von zweiten Schichten 292. Ferner ist die erste Schicht 291 dicker als jede des Paars von zweiten Schichten 292. Jede des Paars von dritten Schichten 293 ist zwischen der ersten Schicht 291 und einer anderen des Paars von zweiten Schichten 292 vorgesehen. Jede des Paars von dritten Schichten 293 enthält Nickel als ihre Zusammensetzung. Die Dicke t3 von jeder des Paars von dritten Schichten 293 ist kleiner als die Dicke t1 der ersten Schicht 291 und ist auch kleiner als die Dicke t2 von jeder des Paars von zweiten Schichten 292. Die zweite Metallschicht 29 wird bereitgestellt durch Bilden einer dritten Schicht 293 und einer zweiten Schicht 292 in dieser Reihenfolge auf jeder Seite der ersten Schicht 291. Der Film kann beispielsweise durch ein Sputter-Verfahren oder ein Vakuumabscheidungs-Verfahren gebildet werden.
Wie es in 41 gezeigt ist, ist die erste Metallschicht 19 eine Einzelschicht, und zwar wie in dem Fall des Halbleiterbauteils A10, das in 9B gezeigt ist. In diesem Fall beinhaltet die erste Metallschicht 19 Silber als ihre Zusammensetzung.
In dem Halbleiterbauteil A60 sind die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20 und eine des Paars von zweiten Schichten 292 durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Als ein Ergebnis hiervon werden Lücken 29A zwischen der Bond-Schicht 20E des leitfähigen Elementes 20 und der einen zweiten Schicht 292 gebildet. Ferner werden die erste Metallschicht 19 und die andere des Paars von zweiten Schichten 292 durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Als ein Ergebnis hiervon werden die Lücken 19A zwischen der ersten Metallschicht 19 und der anderen zweiten Schicht 292 gebildet.
Wie es in den 42A und 42B gezeigt ist, ist das Volumen von jeder Lücke 29A pro Einheitsvolumen der einen zweiten Schicht 292 zwischen dem zentralen Abschnitt der einen zweiten Schicht 292 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z und dem Umfangsabschnitt der einen zweiten Schicht 292 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z unterschiedlich. Das Volumen von jeder Lücke 29A pro Einheitsvolumen der einen zweiten Schicht 292 an dem zentralen Abschnitt ist kleiner als das Volumen von jeder Lücke 29A pro Einheitsvolumen der einen zweiten Schicht 292 an dem Umfangsabschnitt.
Wie es in den 43A und 43B gezeigt ist, ist das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der anderen zweiten Schicht 292 zwischen dem zentralen Abschnitt der anderen zweiten Schicht 292 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z und dem Umfangsabschnitt der anderen zweiten Schicht 292 bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z unterschiedlich. Das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der anderen zweiten Schicht 292 an dem zentralen Abschnitt ist kleiner als das Volumen von jeder Lücke 19A pro Einheitsvolumen der anderen zweiten Schicht 291 bzw. 292 an dem Umfangsabschnitt.
Wie es in 43B gezeigt ist, ist ein Teil der ersten Metallschicht 19, der sich in Kontakt befindet mit dem Umfangsabschnitt der zweiten Metallschicht 29, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z, mit einem ersten gekrümmten Abschnitt 19B gebildet, der in der Dickenrichtung z gekrümmt bzw. gebogen ist. In dem Halbleiterbauteil A60 ist der erste gekrümmte Abschnitt 19B in der Dickenrichtung z hin zu der zweiten Metallschicht 29 gekrümmt bzw. gebogen. Ferner ist eine des Paars von zweiten Schichten 292 der zweiten Metallschicht 29, die sich in Kontakt befindet mit der Metallschicht 19, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z, mit einem zweiten gekrümmten Abschnitt 29B gebildet. Der zweite gekrümmte Abschnitt 29B ist an dem Umfangsabschnitt der zweiten Schicht 292 positioniert und ist in der Dickenrichtung z gekrümmt bzw. gebogen („curved“). Der zweite gekrümmte Abschnitt 29B ist in der Dickenrichtung z hin zu der gleichen Seite gekrümmt wie der erste gekrümmte Abschnitt 19B gekrümmt ist. In dem Halbleiterbauteil A60 ist der zweite gekrümmte Abschnitt 29B in der Dickenrichtung z hin zu der ersten Schicht 291 der zweiten Metallschicht 29 gekrümmt.
Wie es in 42B gezeigt ist, ist die andere des Paars von zweiten Schichten 292 der zweiten Metallschicht 29, die sich in Kontakt befindet mit der Bond-Schicht 20E des leitfähigen Elementes 20, und zwar bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung z, mit einem zweiten gekrümmten Abschnitt 29B gebildet. Der zweite gekrümmte Abschnitt 29B ist an dem Umfang der anderen zweiten Schicht 292 gebildet. In dem Halbleiterbauteil A60 ist der zweite gekrümmte Abschnitt 29B in der Dickenrichtung z hin zu dem leitfähigen Element 20 gekrümmt bzw. gebogen.
Nachstehend werden Vorteile des Halbleiterbauteils A60 beschrieben.
Das Halbleiterbauteil A60 beinhaltet die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht 29. Die erste Metallschicht 19 bedeckt die Trägerfläche 10A des Trägerelementes 10. Die zweite Metallschicht 29 bedeckt die Rückfläche 20B des leitfähigen Elementes 20. Die erste Metallschicht 19 und die zweite Metallschicht sind durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet. Dies ermöglicht es, dass das Halbleiterbauteil A60 eine verbesserte Wärmeableitungseigenschaft hat.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können verschiedene Design- bzw. Konstruktionsänderungen an den spezifischen Konfigurationen der hier offenbarten Elemente vorgenommen werden.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung lassen sich gemäß der folgenden Klauseln definieren.

Klausel 1. Halbleiterbauteil mit:
- einem Trägerelement, das eine Trägerfläche hat, die in eine Dickenrichtung weist;
- einem leitfähigen Element, das eine Vorderfläche hat, die in der Dickenrichtung zu der gleichen Seite weist wie die Trägerfläche weist, und eine Rückfläche hat, die der Vorderfläche gegenüberliegt, wobei das leitfähige Element derart an das Trägerelement gebondet ist, dass die Rückfläche hin zu der Trägerfläche weist;
- einem Halbleiterelement, das an die Vorderfläche gebondet ist; und
- einer ersten Metallschicht, die wenigstens einen Teil der Trägerfläche bedeckt, und einer zweiten Metallschicht, die die Rückfläche bedeckt,
- wobei die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind.
Klausel 2. Halbleiterbauteil nach Klausel 1, wobei die zweite Metallschicht eine erste Schicht, die die Rückfläche bedeckt, und eine zweite Schicht aufweist, die dem leitfähigen Element in Bezug auf die erste Schicht gegenüberliegt, und wobei die erste Metallschicht und die zweite Schicht durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind.
Klausel 3. Halbleiterbauteil nach Klausel 2, wobei die erste Schicht dicker ist als die zweite Schicht, und wobei eine Vickers-Härte der ersten Schicht kleiner ist als eine Vickers-Härte der zweiten Schicht.
Klausel 4. Halbleiterbauteil nach Klausel 3, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung ein Umfangsabschnitt des leitfähigen Elementes mit einer Ausnehmung gebildet ist, die in der Dickenrichtung gegenüber der Rückfläche ausgenommen ist, und wobei die Ausnehmung in Kontakt steht mit der ersten Schicht.
Klausel 5. Halbleiterbauteil nach Klausel 4, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung eine maximale Dicke eines zentralen Abschnittes der ersten Schicht kleiner ist als eine maximale Dicke eines Umfangsabschnittes der ersten Schicht.
Klausel 6. Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 2 bis 5, wobei die erste Metallschicht eine dritte Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht beinhaltet, und wobei die dritte Schicht dünner ist als jeweils die erste Schicht und die zweite Schicht.
Klausel 7. Halbleiterbauteil nach Klausel 1, wobei die zweite Metallschicht eine erste Schicht und ein Paar von zweiten Schichten aufweist, die die erste Metallschicht in der Dickenrichtung flankieren bzw. sandwich-artig aufnehmen („flanking“), wobei die Rückfläche und eine des Paars von zweiten Schichten durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind, und wobei die erste Metallschicht und eine andere des Paars von zweiten Schichten durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind.
Klausel 8. Halbleiterbauteil nach Klausel 7, wobei die erste Schicht dicker ist als jede des Paars von zweiten Schichten, und wobei eine Vickers-Härte der ersten Schicht kleiner ist als eine Vickers-Härte von jeder des Paars von zweiten Schichten.
Klausel 9. Halbleiterbauteil nach Klausel 8, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung ein Teil der ersten Metallschicht, der in Kontakt steht mit einem Umfangsabschnitt der zweiten Metallschicht, mit einem ersten gekrümmten Abschnitt gebildet ist, der in der Dickenrichtung gekrümmt ist.
Klausel 10. Halbleiterbauteil nach Klausel 9, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung ein Umfangsabschnitt von wenigstens einer des Paars von zweiten Schichten mit einem zweiten gekrümmten Abschnitt gebildet ist, der in der Dickenrichtung gekrümmt ist, und wobei der zweite gekrümmte Abschnitt in der Dickenrichtung hin zu der gleichen Seite gekrümmt ist wie der erste gekrümmte Abschnitt gekrümmt ist.
Klausel 11. Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 7 bis 10, wobei die erste Metallschicht ein Paar von dritten Schichten aufweist, die jeweils zwischen der ersten Schicht und einer anderen des Paars von zweiten Schichten vorgesehen sind, und wobei jede des Paars von dritten Schichten dünner ist als jede der ersten Schicht und des Paars von zweiten Schichten.
Klausel 12. Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 2 bis 11, wobei das Trägerelement eine erste Trägerplatte, die elektrisch isolierend ist, und eine zweite Trägerplatte aufweist, die die Trägerfläche beinhaltet und die auf der ersten Trägerplatte gebildet ist, wobei die zweite Trägerplatte aus einem Metall hergestellt ist, wobei das leitfähige Element eine Metallplatte ist, und wobei das leitfähige Element dicker ist als die zweite Trägerplatte.
Klausel 13. Halbleiterbauteil nach Klausel 2 oder 3, wobei das Trägerelement eine isolierende Platte ist, wobei das leitfähige Element eine erste Verdrahtungsschicht mit der Vorderfläche und eine zweite Verdrahtungsschicht mit der Rückfläche aufweist, und wobei eine Basisschicht zwischen der ersten Verdrahtungsschicht und der zweiten Verdrahtungsschicht vorgesehen ist und Kohlenstoff enthält, und wobei die Basisschicht dicker ist als das Trägerelement.
Klausel 14. Halbleiterbauteil nach Klausel 13, wobei die Basisschicht aus einem Einkristall-Graphit hergestellt ist, und wobei eine In-Ebenen-Richtung („in-plane direction“) des Graphits entlang der Dickenrichtung ausgerichtet ist.
Klausel 15. Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 12 bis 14, ferner mit einem Abdichtungsharz, das das leitfähige Element, das Halbleiterelement und einen Teil des Trägerelementes bedeckt, wobei das Trägerelement eine Bodenfläche hat, die der Trägerfläche gegenüberliegt, und wobei die Bodenfläche gegenüber dem Abdichtungsharz freiliegt.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2009158787 A [0004]

Claims

Halbleiterbauteil mit: einem Trägerelement, das eine Trägerfläche hat, die in eine Dickenrichtung weist; einem leitfähigen Element, das eine Vorderfläche hat, die in der Dickenrichtung zu der gleichen Seite weist wie die Trägerfläche weist, und eine Rückfläche hat, die der Vorderfläche gegenüberliegt, wobei das leitfähige Element derart an das Trägerelement gebondet ist, dass die Rückfläche hin zu der Trägerfläche weist; einem Halbleiterelement, das an die Vorderfläche gebondet ist; und einer ersten Metallschicht, die wenigstens einen Teil der Trägerfläche bedeckt, und einer zweiten Metallschicht, die die Rückfläche bedeckt, wobei die erste Metallschicht und die zweite Metallschicht durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, wobei die zweite Metallschicht eine erste Schicht, die die Rückfläche bedeckt, und eine zweite Schicht aufweist, die dem leitfähigen Element in Bezug auf die erste Schicht gegenüberliegt, und wobei die erste Metallschicht und die zweite Schicht durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, wobei die erste Schicht dicker ist als die zweite Schicht, und wobei eine Vickers-Härte der ersten Schicht kleiner ist als eine Vickers-Härte der zweiten Schicht.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung ein Umfangsabschnitt des leitfähigen Elementes mit einer Ausnehmung gebildet ist, die in der Dickenrichtung gegenüber der Rückfläche ausgenommen ist, und wobei die Ausnehmung in Kontakt steht mit der ersten Schicht.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 4, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung eine maximale Dicke eines zentralen Abschnittes der ersten Schicht kleiner ist als eine maximale Dicke eines Umfangsabschnittes der ersten Schicht.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 5, wobei die erste Metallschicht eine dritte Schicht zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht beinhaltet, und wobei die dritte Schicht dünner als jeweils die erste Schicht und die zweite Schicht ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, wobei die zweite Metallschicht eine erste Schicht und ein Paar von zweiten Schichten aufweist, die die erste Metallschicht in der Dickenrichtung flankieren bzw. sandwich-artig aufnehmen, wobei die Rückfläche und eine des Paars von zweiten Schichten durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind, und wobei die erste Metallschicht und eine andere des Paars von zweiten Schichten durch Festphasen-Diffusion aneinander gebondet sind.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 7, wobei die erste Schicht dicker ist als jede des Paars von zweiten Schichten, und wobei eine Vickers-Härte der ersten Schicht kleiner ist als eine Vickers-Härte von jeder des Paars von zweiten Schichten.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 8, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung ein Teil der ersten Metallschicht, der in Kontakt steht mit einem Umfangsabschnitt der zweiten Metallschicht, mit einem ersten gekrümmten Abschnitt gebildet ist, der in der Dickenrichtung gekrümmt ist.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 9, wobei bei einer Betrachtung in der Dickenrichtung ein Umfangsabschnitt von wenigstens einer des Paars von zweiten Schichten mit einem zweiten gekrümmten Abschnitt gebildet ist, der in der Dickenrichtung gekrümmt ist, und wobei der zweite gekrümmte Abschnitt in der Dickenrichtung hin zu der gleichen Seite gekrümmt ist wie der erste gekrümmte Abschnitt gekrümmt ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 7 bis 10, wobei die erste Metallschicht ein Paar von dritten Schichten aufweist, die jeweils zwischen der ersten Schicht und einer anderen des Paars von zweiten Schichten vorgesehen sind, und wobei jede des Paars von dritten Schichten dünner ist als jede der ersten Schicht und des Paars von zweiten Schichten.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Trägerelement eine erste Trägerplatte, die elektrisch isolierend ist, und eine zweite Trägerplatte aufweist, die die Trägerfläche hat und die auf der ersten Trägerplatte gebildet ist, wobei die zweite Trägerplatte aus einem Metall hergestellt ist, wobei das leitfähige Element eine Metallplatte ist, und wobei das leitfähige Element dicker ist als die zweite Trägerplatte.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Trägerelement eine isolierende Platte ist, wobei das leitfähige Element eine erste Verdrahtungsschicht aufweist, die die Vorderfläche beinhaltet, eine zweite Verdrahtungsschicht aufweist, die die Rückfläche beinhaltet, und eine Basisschicht aufweist, die zwischen der ersten Verdrahtungsschicht und der zweiten Verdrahtungsschicht vorgesehen ist und die Kohlenstoff enthält, und wobei die Basisschicht dicker ist als das Trägerelement.
Halbleiterbauteil nach Anspruch 13, wobei die Basisschicht aus einem Graphit hergestellt ist, und wobei eine In-Ebenen-Richtung des Graphits entlang der Dickenrichtung ausgerichtet ist.
Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 12 bis 14, ferner mit einem Abdichtungsharz, das das leitfähige Element, das Halbleiterelement und einen Teil des Trägerelementes bedeckt, wobei das Trägerelement eine Bodenfläche hat, die der Trägerfläche gegenüberliegt, und wobei die Bodenfläche gegenüber dem Abdichtungsharz freiliegt.