DE112020002520T5 - Halbleiterbauteil - Google Patents

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bonding
conductive
bonding layer
semiconductor device
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Xiaopeng Wu
Takukazu Otsuka
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Rohm Co Ltd
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    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
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    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
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    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
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    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48471—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area being a ball bond, i.e. wedge-to-ball, reverse stitch
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    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
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    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83399—Material
    • H01L2224/834—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/83438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/83439—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H01L2224/8382—Diffusion bonding
    • H01L2224/8383—Solid-solid interdiffusion
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
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    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399—Material
    • H01L2224/854—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/85438—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/85439—Silver (Ag) as principal constituent
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Abstract

Ein Halbleiterbauteil umfasst ein leitendes Teil mit einer Vorderseite, einem Halbleiterelement, das auf der Vorderseite angebracht ist, und ein leitendes Bonding-Material, welches zwischen dem leitenden Teil und dem Halbleiterelement angeordnet ist, um das leitende Teil und das Halbleiterelement leitend aneinander zu bonden. Das leitende Bonding-Material umfasst eine Metallbasisschicht, eine erste Bonding-Schicht und eine zweite Bonding-Schicht. Die erste Bonding-Schicht ist zwischen der Metallbasisschicht und dem Halbleiterelement angeordnet und über Metallfestphasendiffusion an das Halbleiterelement gebondet. Die zweite Bonding-Schicht ist zwischen der Metallbasisschicht und dem leitenden Teil angeordnet und über Metallfestphasendiffusion an das leitende Teil gebondet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauteil, das ein Halbleiterelement umfasst.
  • STZAND DER TECHNIK
  • Halbleiterbauteile, die ein Halbleiterelement wie einen MOSFET oder ein IGBT umfassen, sind weit bekannt. Patentschrift 1 offenbart ein Beispiel eines derartigen Halbleiterbauteils. In diesem Halbleiterbauteil wird eine Metallstruktur (leitendes Teil) auf einem Stützsubstrat (Isolierungssubstrat) gebildet. Das Halbleiterelement ist an die Metallstruktur über ein leitendes Bonding-Material gebondet.
  • Während des Betriebs des Halbleiterbauteils, das in Patentschrift 1 offenbart ist, wird von dem Halbleiterelement Hitze generiert und die Umgebungstemperatur steigt an. Insbesondere wird das leitende Bonding-Material oft einer hohen Temperatur ausgesetzt. Wiederholte Aussetzung des leitenden Bonding-Materials an hohe Temperaturen führt zu einer Zustandsänderung des leitendenden Bonding-Materials. Als Resultat davon kann das elektrische Leitungsvermögen zwischen dem Halbleiterelement und der Metallstruktur gestört werden.
  • DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
  • PATENTSCHRIFT
  • Patentschrift: JP-A-2009-158787
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • In Anbetracht der vorliegenden Situation liefert die vorliegende Offenbarung ein Halbleiterbauteil, das dazu ausgestaltet ist, einen angemessenden Bonding-Zustand zwischen dem Halbleiterelement und einem leitenden Teil zu bewahren, um damit die Verlässlichkeit in Bezug auf den Bonding-Zustand zu verbessern.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Gemäß einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Halbleiterbauteil bereit, das ein leitendes Teil mit einer Vorderseite, ein Halbleiterelement angeordnet auf der Vorderseite und ein leitendes Bonding-Material umfasst, wobei das leitende Bonding-Material zwischen dem leitenden Teil und dem Halbleiterelement angeordnet ist, um das leitende Teil und das Halbleiterelement leitend miteinander zu verbinden. Das leitende Bonding-Material umfasst eine Metallbasisschicht, eine erste Bonding-Schicht und eine zweite Bonding-Schicht. Die erste Bonding-Schicht ist zwischen der Metallbasisschicht und dem Halbleiterelement angeordnet und an das Halbleiterelement über Metallfestphasendiffusion gebondet. Die zweite Bonding-Schicht ist zwischen der Metallbasisschicht und dem leitenden Teil angeordnet und an das leitende Teil über Metallfestphasendiffusion gebondet.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben 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 zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht auf das in 1 gezeigte Halbleiterbauteil.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 2.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 2.
    • 5 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 3.
    • 6 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 5.
    • 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs A in 6.
    • 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs B in 6.
    • 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs C in 6.
    • 10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs D in 6.
    • 11 ist eine Querschnittsansicht, um ein Verfahren zum Aneinanderbonden eines Halbleiterelements und eines leitenden Teils zu erklären.
    • 12 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 13 ist eine Ansicht von unten auf das in 12 gezeigte Halbleiterbauteil.
    • 14 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XIV-XIV in 12.
    • 15 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 14.
    • 16 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 15.
    • 17 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs A in 16.
    • 18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs B in 16.
    • 19 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs C in 16.
    • 20 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs D in 16.
    • 21 ist eine Draufsicht, die ein Halbleiterbauteil gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
    • 22 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie XXII-XXII in 21.
    • 23 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 22.
    • 24 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht von 23.
    • 25 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs A in 24.
    • 26 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs B in 24.
    • 27 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs C in 24.
    • 28 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Bereichs D in 24.
  • MODUS BZW. AUSFÜHRUNGSFORM ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
  • Die in der vorliegenden Offenbarung verwendeten Begriffe „erster“, „zweiter“, „dritter“ und so weiter dienen lediglich als Kennzeichnung und sind nicht dazu gedacht, eine Reihenfolge in Bezug auf die beigefügten Gegenstände festzulegen.
  • Bezüglich der 1 bis 10 wird nachfolgend ein Halbleiterbauteil A10 gemäß einer ersten Ausführungsform beschrieben. Das Halbleiterbauteil A10, das in den erwähnten Zeichnungen gezeigt ist, umfasst ein Stützsubstrat 10, eine Vielzahl von leitenden Teilen 20, ein erstes Eingangsterminal 31, ein zweites Eingangsterminal 32, ein erstes Ausgangsterminal 33, ein zweites Ausgangsterminal 34, eine Vielzahl von Halbleiterelementen 40 und ein Dichtungsharz 80 (nicht gezeigt in 1). Zusätzlich umfasst das Halbleiterbauteil A10 ein Paar von Isolationsschichten 26, ein Paar von Gate-Drahtschichten 271, ein Paar von Detektionsdrahtschichten 272, ein Paar von Gate-Terminals 35 und ein Paar von Detektions-Terminals 36. Jedes der Halbleiterelemente 40 ist zum Beispiel ein MOSFET und das Halbleiterbauteil A10 ist zum Beispiel ein Leistungswandler (Leistungsmodul). Das Halbleiterbauteil A10 kann verwendet werden als Antriebsquelle für einen Motor, in einem Wechselrichter für verschiedene elektrische Geräte, als DC/DC-Wandler und so weiter. In den 2 bis 4 sieht man die Elemente durch das Dichtungsharz 80 (siehe Strich-Punkt-Punkt-Linien).
  • Für die Beschreibung des Halbleiterbauteils A10 wird die Richtung, die durch die Dicke des Stützsubstrats 10 (oder leitenden Teils 20) hindurchgeht, als „z-Richtung“ (oder zum Beispiel „Dickenrichtung“) definiert, wie zum Beispiel in 1 gezeigt. Eine Richtung senkrecht zu der z-Richtung wird als „x-Richtung“ definiert und eine Richtung senkrecht zu sowohl der z-Richtung als auch der x-Richtung wird definiert als „y-Richtung“. Wie in 2 gezeigt hat das Halbleiterbauteil A10 eine rechteckige Form, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung (in anderen Worten in einer Draufsicht). Die x-Richtung verläuft parallel zu einer Seite des Halbleiterbauteils A10 (z.B. zu der linken Seite in 2) und die y-Richtung verläuft parallel zu einer anderen Seite des Halbleiterbauteils A10 (z.B. der Unterseite in 2). Wenn es in der Beschreibung des Halbleiterbauteils A10 zwei Elemente A und B (oder zwei Gruppen A und B) gibt, die in einer bestimmten Richtung voneinander beabstandet sind, kann das Element A beschrieben werden als befindlich auf einer Seite in dieser Richtung (in Bezug auf das Element B) oder das Element B kann beschrieben werden als befindlich auf einer Seite in dieser Richtung (in Bezug auf Element A). Dementsprechend können zum Beispiel in 2 solche Ausdrücke wie „das erste Eingangsterminal 31 und das zweite Eingangsterminal 32 befinden sich auf einer Seite in der x-Richtung“ und „das erste Ausgangsterminal 33 und das zweite Ausgangsterminal 34 befinden sich auf der anderen Seite in der x-Richtung“ verwendet werden. Hier können „eine Seite“ und „die andere Seite“ umgekehrt sein.
  • Das Stützsubstrat 10 stützt die Vielzahl von leitenden Teilen 20, wie in den 1 bis 4 gezeigt. In dem gezeigten Beispiel hat das Stützsubstrat 10 eine quadratische Form, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung. Das Stützsubstrat 10 umfasst eine Auflageseite 10A und eine Unterseite 10B, die in der z-Richtung (beabstandet voneinander)in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind. Die Auflageseite 10A befindet sich gegenüber von jedem der leitenden Teile 20. Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Unterseite 10B von dem Dichtungsharz 80 freigelegt. Wenn das Halbleiterbauteil A10 zum Beispiel an einem Kühlkörper angebracht ist, liegt die Unterseite 10B gegenüber dem Kühlkörper. In dem gezeigten Beispiel umfasst das Stützsubstrat 10 eine erste Stützplatte 11, eine zweite Stützplatte 12 und eine Unterplatte 13.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist in der z-Richtung die erste Stützplatte 11 zwischen der zweiten Stützplatte 12 und der Unterplatte 13 angeordnet. Die erste Stützplatte 11 ist elektrisch isolierend. Die erste Stützplatte 11 ist gebildet aus einer Keramik mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit. Ein Beispiel der Keramik ist Aluminiumnitrid (AlN).
  • Jede zweite Stützplatte 12 ist auf der ersten Stützplatte 11 geschichtet und umfasst die Auflageseite 10A. Ein entsprechendes Teil der leitenden Teile 20 ist an die zweite Stützplatte 12 gebondet. Die zweite Stützplatte 12 ist aus Metall, zum Beispiel in Form einer Metallfolie. Die zweite Stützplatte 12 ist gebildet aus aus Kupfer (Cu) oder einer Kupfer-basierten Legierung und elektrisch leitend. In dem gezeigten Beispiel umfasst die zweite Stützplatte 12 drei Bereiche (Stützplatten), nämlich einen ersten Bereich 121, einen zweiten Bereich 122 und einen dritten Bereich 123. Die drei Bereiche sind voneinander beabstandet.
  • Die Unterplatte 13 ist auf die erste Stützplatte 11 gestapelt auf der gegenüberliegenden Seite der zweiten Stützplatte 12. Die Unterplatte 13 umfasst eine Unterseite 10B. Die Unterplatte 13 ist aus Metall wie die zweite Stützplatte 12 und gebildet aus einer Metallfolie, die aus Kupfer oder einer Kupfer-basierten Legierung besteht. Die zweite Stützplatte 12 ist elektrisch leitend. Wie aus den 3 und 4 ersichtlich, ist die Fläche der Unterplatte 13 kleiner als die erste Stützplatte 11, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung. Die Umfangskante der ersten Stützplatte 11 befindet sich auf der äußeren Seite der Umfangskante der Unterplatte 13. Dementsprechend umfasst das Stützsubstrat 10 einen abgestuften Bereich 13A, der die Unterplatte 13 umgibt, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung. Der abgestufte Bereich 13A ist mit dem Dichtungsharz 80 bedeckt.
  • Das Stützsubstrat 10 kann zum Beispiel gebildet sein aus einem direkt gebondeten Kupfer (DBC) Substrat. Das DBC-Substrat umfasst eine keramische Platte und ein Paar von Kupferfolien, die die keramische Platte von den entsprechenden Seiten in der z-Richtung halten. Die keramische Platte entspricht der ersten Stützplatte 11. Die zweite Stützplatte 12 und die Unterplatte 13 können dadurch gebildet werden, dass jedes der Paare von Kupferfolien durch ein Ätzverfahren teilweise entfernt wird.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt, wird ein Bonding-Material 19 derart bereitgestellt, dass es die Auflageseite 10A von jedem des ersten Bereichs 121, des zweiten Bereichs 122 und des dritten Bereichs 123 bedeckt. Mit anderen Worten bedeckt das Bonding-Material 19 zumindest einen Teil der Auflageseite 10A des Stützsubstrats 10.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt, sind die leitenden Teile 20 jeweils an eine entsprechende der zweiten Stützplatten 12 über ein Bonding-Material 19 gebondet. Die Vielzahl der leitenden Teile 20 ergeben in Zusammenwirken mit dem ersten Eingangsterminal 21, dem zweiten Eingangsterminal 32, dem ersten Ausgangstermin 33 und dem zweiten Ausgangsterminal 34 einen vorbestimmten Leitungspfad in dem Halbleiterbauteil A10. Die leitenden Teile 20 umfassen jeweils eine Vorderseite 20A und eine Rückseite 20B, die in der z-Richtung in entgegengesetzten Richtungen orientiert sind und die Rückseite 20B liegt gegenüber der Auflageseite 10A des Stützsubstrats 10.
  • In dem Halbleiterbauteil A10 ist das leitende Teil 20 zum Beispiel aus einer Metallplatte gebildet. Die Metallplatte ist zum Beispiel aus Kupfer oder einer Kupfer-basierten Legierung hergestellt. Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist der leitende Teil 20 dicker als die zweite Stützplatte 12. Das leitende Teil 20 kann aus einer Vielzahl von Metallschichten, die auf der Metallplatte geschichtet sind, bestehen umfassend zum Beispiel eine versilberte oder AluminiumSchicht, eine Nickel(Ni)-Schicht und eine Silberschicht, geschichtet in dieser Reihenfolge. Wie im Folgenden in größerem Detail beschrieben (siehe 9 und 10), umfasst in dieser Ausführungsform das leitende Teil 20 ein Basismaterial 24 aus einem Metall und eine Leiterschicht 25, die auf dem Basismaterial 24 gebildet ist.
  • Wie in den 2 bis 4 gezeigt, umfasst die Vielzahl der leitenden Teile 20 ein erstes leitendes Teil 201, ein zweites leitendes Teil 202 und ein drittes leitendes Teil 203. Das erste leitende Teil 201 ist an den ersten Bereich 121 der zweiten Stützplatte 12 gebondet. Das zweite leitende Teil 202 ist an den zweiten Bereich 122 der zweiten Stützplatte 12 gebondet. Das dritte leitende Teil 203 ist an den dritten Bereich 123 der zweiten Stützplatte 12 gebondet. Dementsprechend sind das erste leitende Teil 201, das zweite leitende Teil 202 und das dritte leitende Teil 203 voneinander beabstandet.
  • Wie in den 1, 2 und 4 gezeigt, ist das Paar von Isolationsschichten 26 jeweils auf der Vorderseite 20A des ersten leitenden Teils 201 und des zweiten leitenden Teils 202 angeordnet. Das Paar von Isolationsschichten 26 ist in der y-Richtung voneinander beabstandet. Das Paar von Isolationsschichten 26 hat jeweils eine gürtelförmige Form, die sich in x-Richtung erstreckt. Die Isolationsschicht 26 ist zum Beispiel aus Keramik oder einem Glasepoxidharz gebildet. Zumindest die Oberfläche der Isolationsschicht 26 kann aus isolierendem SiC gebildet sein.
  • Das Paar von Gate-Drahtschichten 271 ist jeweils auf dem Paar von Isolationsschichten 26 bereitgestellt. Das Paar von Gate-Drahtschichten 271 hat jeweils eine gürtelförmige Form, die sich in der x-Richtung erstreckt. Das Paar von Detektionsdrahtschichten 272 ist jeweils auf dem Paar von Isolationsschichten 26 bereitgestellt. Das Paar von Detektionsdrahtschichten 272 hat jeweils eine gürtelförmige Form, die sich in der x-Richtung erstreckt. Die Gate-Drahtschicht 271 und die Detektionsdrahtschicht 272 sind Seite an Seite auf jeder der Isolationsschichten 26 angeordnet. Die Gate-Drahtschicht 271 und die Detektionsdrahtschicht 272 sind zum Beispiel auf einer Metallfolie bestehend Kupfer oder aus einer Kupfer-basierten Legierung gebildet.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind das erste Eingangsterminal 31 und das zweite Eingangsterminal 32 auf einer Seite in der x-Richtung angeordnet. Das erste Eingangsterminal 31 und das zweite Eingangsterminal 32 sind in der y-Richtung voneinander beabstandet. Das erste Eingangsterminal 31 und das zweite Eingangsterminal 32 empfangen eine Gleichstromversorgung (Spannung), den Zweck der Leistungsumwandlung. Das erste Eingangsterminal 31 ist eine positive Elektrode (P-Terminal) und das zweite Eingangsterminal 32 ist eine negative Elektrode (N-Terminal). Das erste Eingangsterminal 31 und das zweite Eingangsterminal 32 sind jeweils auf einer Metallplatte angeordnet. Die Metallplatte ist aus Kupfer oder aus einer Kupfer-basierten Legierung gebildet.
  • Das erste Eingangsterminal 31 umfasst einen gebogenen Abschnitt 311, gebogen in einer abgestuften Form und gebildet auf dem Endabschnitt der anderen Seite in der x-Richtung. Der gebogene Abschnitt 311 ist an die Vorderseite 20A des ersten leitenden Teils 201 durch Verlötung oder Ultraschall-Bonding gebondet. Dementsprechend ist das erste Eingangsterminal 31 mit dem zweiten leitenden Teil 201 elektrisch verbunden. Das zweite Eingangsterminal 32 umfasst einen gebogenen Abschnitt 321, gebogen in einer abgestuften Form und gebildet auf dem Endabschnitt auf der anderen Seite in der x-Richtung. Der gebogene Abschnitt 321 ist an die Vorderseite 20A des dritten leitenden Teils 203 gebildet und mittels Verlötung oder Ultraschall-Bonding gebondet. Dementsprechend ist das zweite Eingangsterminal 32 mit dem dritten leitenden Teil 203 elektrisch verbunden.
  • Wie in den 1 und 2 gezeigt, sind das erste Ausgangsterminal 33 und das zweite Ausgangsterminal 34 auf der anderen Seite in der x-Richtung angeordnet. Das erste Ausgangsterminal 33 und das zweite Ausgangsterminal 34 sind in der y-Richtung voneinander beabstandet. Von dem ersten Ausgangsterminal 33 und dem zweiten Ausgangsterminal 34 geht eine Wechselstromversorgung (Spannung), die durch die Vielzahl von Halbleiterelementen 40 umgewandelt wird, aus. Das erste Ausgangsterminal 33 und das zweite Ausgangsterminal 34 sind jeweils auf der Metallplatte angeordnet. Die Metallplatte ist gebildet aus Kupfer oder einer Kupfer-basierten Legierung. Das erste Ausgangsterminal 33 und das zweite Ausgangsterminal 34 umfassen jeweils einen gebogenen Abschnitt 331 und einen gebogenen Abschnitt 341, die jeweils in abgestufter Form gebogen sind und auf dem Endabschnitt auf einer Seite in der x-Richtung angeordnet sind. Der gebogene Abschnitt 331 und der gebogene Abschnitt 341 sind an die Vorderseite 20A des zweiten leitenden Teils 202 mittels Verlötung oder Ultraschall-Bonding gebondet. Dementsprechend sind das erste Ausgangsterminal 33 und das zweite Ausgangsterminal 34 mit dem zweiten leitenden Teil 202 elektrisch verbunden. Obwohl hier in dem gezeigten Beispiel zwei Ausgangsterminals (erstes Ausgangsterminal 33 und zweites Ausgangsterminal 34) bereitgestellt sind, können die beiden Ausgangsterminals in ein einziges Ausgangsterminal vereint werden.
  • Das Paar von Gate-Terminals 35 und das Paar von Detektions-Terminals 36 sind jeweils verbunden mit dem Paar von Gate-Drahtschichten 271 und dem Paar von Detektionsdrahtschichten 272. Das Paar von Gate-Terminals 35 und das Paar von Detektions-Terminals 36 ist jeweils auf einer Metallplatte gebildet und erstreckt sich in der y-Richtung. Die Metallplatte ist aus Kupfer oder einer Kupfer-basierten Legierung gebildet.
  • Ein Endabschnitt von jedem von dem Paar von Gate-Terminals 35 und dem Paar von Detektions-Terminals 36 ist in einer abgestuften Form gebogen. Der Endabschnitt von jedem der Gate-Terminals 35 ist über Verlötung oder Ultraschall-Bonding mit der entsprechenden Gate-Drahtschicht 271 verbunden. Der Endabschnitt von jedem der Detektions-Terminals 36 ist über Verlötung oder Ultraschall-Bonding mit der entsprechenden Detektions-Drahtschicht 272 verbunden.
  • Das Halbleiterelement 40 ist zum Beispiel ein Metalloxidsemihalbleiterfeldeffekttransistor (MOSFET) gebildet auf einem Halbleiter, der vorliegend aus Siliconcarbid (SiC) besteht. Das Halbleiterelement 40 kann ein Feldeffekttransistor wie ein Metallisolator-Halbleiterfeldeffekttransistor (MOSFET) oder ein bipolarer Transistor mit isoliertem Gate (IGBT) sein, ohne Einschränkung auf einen MOSFET. Für die Beschreibung des Halbleiterbauteils A10 wird angenommen, dass das Halbleiterelement 40 ein Schaltelement, bestehend aus einem n-Kanaltyp MOSFET, ist.
  • Wie in 5 gezeigt, umfasst das Halbleiterelement 40 einen Elementhauptkörper 41, eine vorderseitige Elektrode 42, eine rückseitige Elektrode 43 und eine Gate-Elektrode (nicht gezeigt). Der Elementhauptkörper 41 umfasst eine Elementvorderseite 411 und eine Elementrückseite 412. Die Elementvorderseite 411 und die Elementrückseite 412 sind in der z-Richtung in entgegengesetzten Richtungen orientiert. Die Elementvorderseite 411 ist zu der gleichen Seite wie die Vorderseite 20A des leitenden Teils 20 in der z-Richtung orientiert. Dementsprechend ist die Elementrückseite 412 der Vorderseite 20A gegenüberliegend.
  • Wie in 5 gezeigt, ist die vorderseitige Elektrode 42 auf der Elementvorderseite 411 bereitgestellt. Zu der vorderseitigen Elektrode 42 fließt ein Quellstrom von der Innenseite des Elementhauptkörpers 41. Die rückseitige Elektrode 43 ist auf der Elementrückseite 412 bereitgestellt. Die rückseitige Elektrode 43 umfasst Silber oder eine Vielzahl von Metallschichten wie eine Nickelschicht und eine Silberschicht, die aufeinander gestapelt sind. Durch die rückseitige Elektrode 43 fließt ein Drain-Strom zu der Innenseite des Elementhauptkörpers 41. Die rückseitige Elektrode 43 ist mit der Vorderseite 20A des leitenden Teils 20 über ein leitendes Bonding-Material 49 elektrisch verbunden. Die Gate-Elektrode ist auf der Elementvorderseite 411 bereitgestellt und eine Gate-Spannung zum Betreiben des Halbleiterelements 40 ist an die Gate-Elektrode angelegt.
  • Das leitende Bonding-Material 49 ist zwischen dem leitendem Teil 20 und dem Halbleiterelement 40 angeordnet. Das leitende Bonding-Material 49 ist größer als das Halbleiterelement 40, und zwar bei einer Betrachtung in z-Richtung, und die Gänze des Halbleiterelements 40 überlappt mit dem leitenden Bonding-Material 49, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung. Das leitende Bonding-Material 49 besteht aus einer Vielzahl von aufeinander gestapelten Metallschichten. Wie in den 5 und 6 gezeigt, umfasst das leitende Bonding-Material 49 in dem Halbleiterbauteil A10 eine Metallbasisschicht 490, eine erste Bonding-Schicht 491 und eine zweite Bonding-Schicht 492. Wie in den 7 bis 10 gezeigt, umfasst das leitende Bonding-Material 49 eine erste Zwischenschicht 493 und eine zweite Zwischenschicht 494.
  • Die Metallbasisschicht 490 nimmt einen großen Teil des Volumens des leitendenden Bonding-Materials 49 ein. Die Dicke der Metallbasisschicht 490 beträgt zum Beispiel ungefähr 10 bis 200 µm. Das Material der Metallbasisschicht 490 umfasst zumindest eines von zum Beispiel Aluminium (Al), Titan (Ti), Zink (Zn), Hafnium (Hf) und Erbium (Er). In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der Metallbasisschicht 490 Aluminium. Wenn die Metallbasisschicht 490 aus Aluminium gebildet ist, beträgt der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 70.3 GPa.
  • Die erste Bonding-Schicht 491 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und dem Halbleiterelement 40 angeordnet. In dieser Ausgestaltung, wie in den 7 und 8 gezeigt, ist die erste Bonding-Schicht 491 auf der ersten Zwischenschicht 493 gebildet. Das Material der ersten Bonding-Schicht 491 umfasst zumindest ein von zum Beispiel Silber (Ag), Kupfer (Cu) und Gold (Au). In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der ersten Bonding-Schicht 491 Silber. Die erste Bonding-Schicht 491 ist über Metallfestphasendiffusion an das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) gebondet. Das Material der rückseitigen Elektrode 43 umfasst zum Beispiel Silber. Die rückseitige Elektrode 43 ist dünner als die erste Bonding-Schicht 491. Die rückseitige Elektrode 43 ist zum Beispiel durch ein Sputterverfahren gebildet.
  • Die zweite Bonding-Schicht 492 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und dem leitenden Teil 20 angeordnet. In dieser Ausgestaltung, wie in den 9 und 10 gezeigt, ist die zweite Bonding-Schicht 492 auf der zweiten Zwischenschicht 494 gebildet. Das Material der zweiten Bonding-Schicht 492 umfasst zumindest eines von zum Beispiel Silber, Kupfer und Gold. In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der zweiten Bonding-Schicht 492 Silber. Die zweite Bonding-Schicht 492 ist über Metallfestphasendiffusion an das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) gebondet. In dieser Ausgestaltung umfasst das leitende Teil 20 das Basismaterial 24 und die Leiterschicht 25 ist darauf ausgebildet und die zweite Bonding-Schicht 492 und die Leiterschicht 25 sind aneinander über Metallfestphasendiffusion gebondet. Zum Beispiel umfasst der Leiterschicht 25 Silber.
  • Wenn die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 jeweils aus Silber bestehen, ist der Youngsche Modul der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 82,7 GPa. Dementsprechend ist wie aus dem Youngschen Modul der Metallbasisschicht 490 (70,3GPa) ersichtlich ist, der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 kleiner als der der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492. Die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 haben jeweils eine Dicke von zum Beispiel ungefähr 2 bis 5 µm, was dünner ist als die Metallbasisschicht 490.
  • Wie in den 7 und 8 gezeigt, ist die erste Zwischenschicht 493 zwischen der Metallbasisschicht 490 und der ersten Bonding-Schicht 491 angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die erste Zwischenschicht 493 auf der Metallbasisschicht 490 angeordnet. Wie in den 9 und 10 gezeigt, ist die zweite Zwischenschicht 494 zwischen der Metallbasisschicht 490 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die zweite Zwischenschicht 494 auf der Metallbasisschicht 490 angeordnet. Das Material von jeder der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 umfasst zum Beispiel Nickel (Ni). Wenn die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 aus Nickel bestehen, beträgt der Youngsche Modul von jeder der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 200 GPa. Die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 haben jeweils eine Dicke von zum Beispiel ungefähr 0,2 bis 2 µm, was dünner ist als die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492.
  • Die geschichtete Struktur des leitendenden Bonding-Materials 49 wird zum Beispiel durch ein Sputterverfahren oder ein Beschichtungsverfahren gebildet. Im Fall des Sputterverfahrens werden Metallschichten, die der ersten Zwischenschicht 493 und der ersten Bonding-Schicht 491 entsprechen, und Metallschichten, die der zweiten Zwischenschicht 494 und der zweiten Bonding-Schicht 492 entsprechen, sequentiell auf einer jeweiligen Oberfläche eines Aluminiumplattenmaterials, das der Metallbasisschicht 490 entspricht, aufgebracht. Im Fall des Beschichtungsverfahrens werden beschichtete Lagen von dem Material der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 und beschichtete Lagen des Materials der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 sequentiell über die gesamte Oberfläche der Aluminiumplatte aufgebracht. Dann kann durch Schneiden der plattenförmig geschichteten Struktur eine Vielzahl von Stücken des leitendenden Bonding-Materials 49 gebildet werden.
  • Hiernach wird ein Verfahren zum Aneinanderbonden des leitenden Teils 20 und des Halbleiterelements 40 beschrieben.
  • Zunächst werden das leitende Bonding-Material 49 und das Halbleiterelement 40 auf die Vorderseite 20A des leitenden Teils 20 gestapelt. An dieser Stelle kommen das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) und die zweite Bonding-Schicht 492 und auch die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) in Kontakt miteinander.
  • Dann werden das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) und die zweite Bonding-Schicht 492 und auch die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) über Metallfestphasendiffusion aneinander gebondet. Das Metallfestphasendiffusions-Bonding wird unter einer hohen Temperatur und einem hohen Druck durchgeführt. Das Metallfestphasendiffusions-Bonding wird durchgeführt, wie zum Beispiel in 11 gezeigt, während das Halbleiterelement 40, das in Position mit einem flachen Pressteil 9 geschichtet ist, gepresst wird. Die Bedingungen, die eine Metallfestphasendiffusion auslösen, umfassen zum Beispiel eine Temperatur von ungefähr 350°C und einen Druck von ungefähr 40 MPa. Jedoch können die Temperatur- und Druckbedingungen, um eine Metallfestphasendiffusion auszulösen, nach Wunsch ausgewählt werden. Obwohl angenommen wird, dass das Metallfestphasendiffusions-Bonding unter der Atmosphäre durchgeführt wird, kann das Metallfestphasendiffusions-Bonding auch in einem Vakuum durchgeführt werden.
  • Wenn das leitende Teil 20 und das Halbleiterelement 40 durch ein leitendes Bonding-Material 49 durch Metallfestphasendiffusion aneinander gebonet werden, ist ein Bereich des leitendenden Bonding-Materials 49, das das Halbleiterelement 40 überlappt, bei einer Betrachtung in z-Richtung, geringfügig zurückgezogen wegen dem Druck von der Seite des Halbleiterelements 40. Folglich, wie in 6 gezeigt, wird ein abgestufter Bereich in dem leitenden Bonding-Material 49 entlang der Grenze zwischen dem Bereich, der in einer Betrachtung in z-Richtung das Halbleiterelement 40 überlappt, und dem Bereich, der nicht das Halbleiterelement 40, in einer Betrachtung in z-Richtung, überlappt, gebildet.
  • Wie in den 6, 8 und 10 gezeigt, können in einem Bereich nahe der Grenze zwischen den Bereichen, in denen das leitendende Bonding-Material 49 mit dem Halbleiterelement 40 überlappt und in dem das leitende Bonding-Material 49 mit dem Halbleiterelement 40 nicht überlappt, bei einer Betrachtung in z-Richtung, Hohlräume 495 gebildet sein in einer Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der rückseitigen Elektrode 43 (Halbleiterelement 40) und in einer Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und der Leiterschicht 25 (leitendes Teil 20). Demgegenüber können, wie in den 6, 7 und 9 gezeigt, in einem Bereich, der sich geringfügig auf der inneren Seite der Grenze zwischen den Bereichen, in denen das leitendende Bonding-Material 49 mit dem Halbleiterelement 40 überlappt und das leitende Bonding-Material 49 nicht mit dem Halbleiterelement 40 überlappt, befindet, wie in z-Richtung gezeigt (wo das leitende Bonding-Material 49 mit dem Halbleiterelement 40 überlappt, bei einer Betrachtung in z-Richtung), die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der rückseitigen Elektrode 43 (Halbleiterelement 40) und die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und der Leiterschicht 25 (leitendes Teil 20) schwerlich visuell erfasst werden. Das liegt daran, dass die erste Bonding-Schicht 491 und die rückseitige Elektrode 43 wie auch die zweite Bonding-Schicht 492 und die Leiterschicht 25 alle aus Silber gebildet sind durch Festphasendiffusions-Bonding desselben Metalls. In der vergrößerten Querschnittsansicht der 7 und 10 sind die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der rückseitigen Elektrode 43 (Halbleiterelement 40) und die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und der Leiterschicht 25 (leitendes Teil 20) schematisch durch gepunktete Linien dargestellt. Wie aus dem Vorstehenden zu entnehmen ist, sind die erste Bonding-Schicht 491 und die rückseitige Elektrode 43 und die zweite Bonding-Schicht 492 und die Leiterschicht 25 fest durch Metallfestphasendiffusion gebondet. Der fest gebondete Zustand der Metallfestphasendiffusion kann zum Beispiel durch ein vergrößertes Bild (z.B. SEM-Bild) des Querschnitts des gebondeten Bereichs bestätigt werden.
  • Die Vielzahl von Halbleiterelementen 40 umfasst eine Vielzahl von ersten Elemente 401 und eine Vielzahl von zweiten Elementen 402. Wie in den 1, 2 und 4 gezeigt, ist die Vielzahl von ersten Elementen 401 mit der Vorderseite 20A des ersten leitenden Teils 201 elektrisch verbunden. Die Vielzahl von ersten Elementen 401 sind in vorbestimmten Intervallen entlang der x-Richtung ausgerichtet. Die Vielzahl der ersten Elemente ergibt eine Oberarmschaltung auf dem Halbleiterbauteil A10.
  • Wie in den 1 bis 4 gezeigt, ist die Vielzahl der zweiten Elemente 402 mit der Vorderseite 20A des zweiten leitenden Teils 202 elektrisch gebondet. Die Vielzahl der zweiten Elemente 402 sind in der x-Richtung in vorbestimmten Intervallen ausgerichtet. Die Vielzahl der zweiten Elemente 402 ergibt einen Unterarmschaltkreis aus dem Halbleiterbauteil A10.
  • Wie in 2 gezeigt, ist die Vielzahl von ersten Elementen 401 gegenüber der Vielzahl von zweiten Elementen 402 entlang der x-Richtung verschoben. In dem gezeigten Beispiel sind drei erste Elemente 401 und drei zweite Elemente 402 bereitgestellt. Die Anzahl von jeweils den ersten Elementen 401 und den zweiten Elementen 402 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern kann wie gewünscht ausgewählt werden, abhängig von der geforderten Leistungsfähigkeit an das Halbleiterbauteil A10.
  • Die vorderseitige Elektrode 42 von jedem der Vielzahl von ersten Elementen 401 und die Vorderseite 20A des zweiten leitenden Teils 202 sind zum Beispiel über einen Draht 70a verbunden (2 zeigt der Einfachheit halber nur einen einzigen Draht 70a). Dementsprechend ist die vorderseitige Elektrode 42 von jedem der Vielzahl von ersten Elementen 401 über den Draht mit dem zweiten leitenden Teil 202 elektrisch verbunden. Deswegen ist das erste Ausgangsterminal 33 mit der vorderseitigen Elektrode 42 von jedem der Vielzahl von ersten Elementen 401 über ein zweites leitendes Teil 202 und die Drähte elektrisch verbunden. Das Ausgangsterminal 33 dient der Vielzahl von ersten Elementen 401 als Source-Terminal.
  • Die rückseitige Elektrode 43 von jedem der Vielzahl von ersten Elementen 401 und das erste leitende Teil 201 sind über das leitende Bonding-Material 49 elektrisch miteinander verbunden. Dementsprechend ist das erste Eingangsterminal 31 mit der rückseitigen Elektrode 43 von jedem der Vielzahl von ersten Elementen 401 über das erste leitende Teil 201 elektrisch verbunden. Das erste Eingangsterminal 31 dient der Vielzahl von ersten Elementen 401 als Drain-Terminal.
  • Die vorderseitige Elektrode 42 von jedem der Vielzahl von zweiten Elementen 402 und die Vorderseite 20A des dritten leitenden Teils 203 sind zum Beispiel über einen Draht 70b verbunden (2 zeigt der Einfachheit halber nur einen einzigen Draht 70b). Dementsprechend ist die vorderseitige Elektrode 42 von jedem der Vielzahl von zweiten Elementen 402 mit dem dritten leitenden Teil 203 über den Draht elektrisch verbunden. Deswegen ist das zweite Eingangsterminal 32 mit der vorderseitigen Elektrode 42 von jedem der Vielzahl von zweiten Elementen 402 über das dritte leitende Teil 203 und den Draht elektrisch verbunden. Das zweite Eingangsterminal 32 dient der Vielzahl von zweiten Elementen 402 als Source-Terminal.
  • Die rückseitige Elektrode 43 von jedem der Vielzahl von zweiten Elementen 402 und das zweite leitende Teil 202 sind über das leitende Bonding-Material 49 elektrisch miteinander verbunden. Dementsprechend ist das zweite Ausgangsterminal 34 mit der rückseitigen Elektrode 43 von jedem der Vielzahl von zweiten Elementen 402 über das erste leitende Teil 201 elektrisch verbunden. Das zweite Ausgangsterminal 34 dient der Vielzahl von zweiten Elementen 402 als Drain-Terminal.
  • Das Halbleiterbauteil A10 umfasst eine Vielzahl nicht gezeigter Gate-Drähte und Detektionsdrähte. Die Vielzahl von Gate-Drähten ist jeweils für die Vielzahl an ersten Elementen 401 und die Vielzahl an zweiten Elementen 402 vorgesehen. Jeder einzelne Gate-Draht, der zu dem ersten Element 401 gehört, ist mit der Gate-Elektrode (nicht gezeigt) des ersten Elements 401 und mit einer der Gate-Drahtschichten 271 auf dem ersten leitenden Teil 201 verbunden. Jeder einzelne Gate-Draht, der zu dem zweiten Element 402 gehört, ist mit der Gate-Elektrode (nicht gezeigt) des zweiten Elements 402 und mit der anderen Gate-Drahtschicht 271 auf dem zweiten leitenden Teil 202 verbunden. An jedes der Paare von Gate-Terminals 35, die mit einem der Paare von Gate-Drahtschichten 271 verbunden sind, wird eine Gate-Spannung zum Betreiben entweder der Vielzahl von ersten Elementen 401 oder der Vielzahl von zweiten Elementen 402 angelegt.
  • Die Vielzahl von Detektionsdrähten sind jeweils für die Vielzahl von ersten Elementen 401 und die Vielzahl von zweiten Elementen 402 vorgesehen. Jeder einzelne Detektionsdraht, der zu einem ersten Element 401 gehört, ist mit der vorderseitigen Elektrode 42 des ersten Elements 401 und einer der Detektionsdrahtschichten 272 des ersten leitenden Teils 201 verbunden. Jeder einzelne Detektionsdraht, der zu dem zweiten Element 402 gehört, ist mit der vorderseitigen Elektrode 42 des zweiten Elements 402 und einer anderen Detektionsdrahtschicht 272 auf dem zweiten leitenden Teil 202 verbunden. Von jedem Paar von Detektions-Terminals 36, die mit einer von dem Paar von Detektionsdrahtschichten 272 verbunden sind, wird eine Spannung zum Anlegen an die Vielzahl von vorderseitigen Elektroden 42 von einer der Vielzahl von ersten Elementen 401 und der Vielzahl von zweiten Elementen 402 (Spannung basierend auf Quellstrom) ausgegeben.
  • Das Dichtungsharz 80 bedeckt, wie in den 2 bis 4 gezeigt, einen Teil von jedem des Stützsubstrats 10, des ersten Eingangsterminals 31, des zweiten Eingangsterminals 32, des ersten Ausgangsterminals 33 und des zweiten Ausgangsterminals 34, des leitenden Teils 2 und der Vielzahl von Halbleiterelementen 40. Das Dichtungsharz 80 bedeckt das Paar von Isolationsschichten 26, das Paar von Gate-Drahtschichten 271, das Paar von Detektionsdrahtschichten 272 und die oben zitierten Drähte. Weiterhin bedeckt das Dichtungsharz 80 einen Teil von jedem der Paare von Gate-Terminals 35 und der Paare von Detektions-Terminals 36. Das Dichtungsharz 80 ist zum Beispiel aus schwarzem Epoxidharz gebildet.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt, umfasst das Dichtungsharz 80 eine Harzvorderseite 81 und eine Harzunterseite 82. Die Harzvorderseite 81 ist in der z-Richtung auf die gleiche Seite orientiert wie die Auflageseite 10A des Stützsubstrats 10. Die Harzunterseite 82 ist in der z-Richtung auf die entgegengesetzte Seite der Harzvorderseite 81 orientiert. Die Unterseite 10B der Unterplatte 13 (Stützsubstrat 10) ist von der Harzunterseite 82 freigelegt. Die Harzunterseite 82 hat eine rahmenförmige Form, die die Unterplatte 13 umringt. Die Bereiche des Paars von Gate-Terminals 35 und des Paars von Detektions-Terminals 36, die von dem Dichtungsharz 80 freigelegt sind, können nach Wunsch gebogen werden abhängig von der Gebrauchsform des Halbleiterbauteils A10.
  • Das Halbleiterbauteil A10 bietet die folgenden vorteilhaften Effekte.
  • In dem Halbleiterbauteil A10 umfasst das leitende Bonding-Material 49, das zwischen dem leitenden Teil 20 und dem Halbleiterelement 40 angeordnet ist, die Metallbasisschicht 490, die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492, und die Metallbasisschicht 490 ist zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. Mit einer solchen Konfiguration dient die Metallbasisschicht 490, die in der Zwischenposition platziert ist, wie ein Polster, wenn die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) aneinander gebondet sind und auch wenn die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) aneinander gebondet sind. Deswegen kann der Druck auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und dem Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 20 (Leiterschicht 25) abgeschwächt werden. Zusätzlich können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und auch die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) fest durch Metallfestphasendiffusions-Bonding aneinander gebondet werden. Infolgedessen kann eine Veränderung (Verschlechterung) des Bonding-Zustands durch das leitende Bonding-Material 49 verhindert werden, obwohl das leitende Bonding-Material 49 wiederholt einer hohen Temperatur aufgrund der Hitze ausgesetzt ist, die durch das Halbleiterelement 40 generiert wird, wenn das Halbleiterbauteil A10 in Betrieb ist. Folglich verbessert das Halbleiterbauteil A10, das das leitende Bonding-Material 49 umfasst, die Verlässlichkeit in Bezug auf den Bonding-Zustand zwischen dem Halbleiterelement 40 und dem leitenden Teil 20.
  • In dieser Ausgestaltung ist der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 kleiner als der des Materials von jeder der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492. Dementsprechend wird die Belastung durch die Metallbasisschicht 490, die relativ weicher ist, gemindert, wenn das leitende Bonding-Material 49 an das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und an das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) durch Metallfestphasendiffusion gebondet ist und deswegen kann die Bonding-Schnittstelle ausgeglichen werden. Als Folge dessen können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) über Metallfestphasendiffusion mit erhöhter Festigkeit gebondet werden.
  • In dieser Ausgestaltung ist die Metallbasisschicht 490 dicker als die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492. Dementsprechend kann der Druck auf die Schnittstelle und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 20 (Leiterschicht 25) effektiver abgeschwächt werden, wenn Metallfestphasendiffusions-Bonding durchgeführt wird. Folglich können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) leitend miteinander gebondet werden mit weiter erhöhter Bonding-Stärke.
  • Das leitende Bonding-Material 49 umfasst die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494. Die erste Zwischenschicht 493 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und der ersten Bonding-Schicht 491 angeordnet und die zweite Zwischenschicht 494 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. Die Präsenz der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 ist insofern vorteilhaft, als dass der Druck auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und dem Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 20 (Leiterschicht 25) abgeschwächt wird, wenn Metallfestphasendiffusions-Bonding durchgeführt wird. Zusätzlich ist der Youngsche Modul der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 relativ groß, weil die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 jeweils aus Nickel gebildet sind. In diesem Fall kann der Druck, der auf die Bonding-Schnittstelle lastet, während des Metallfestphasendiffusions-Bonding-Verfahrens gleichmäßiger verteilt werden und dementsprechend können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiterelement 40 (rückseitige Elektrode 43) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 20 (Leiterschicht 25) leitend miteinander verbunden werden mit weiter erhöhter Bonding-Stärke.
  • In dieser Ausgestaltung umfassen die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 jeweils Silber. Mit dieser Konfiguration können die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 daran gehindert werden, zu oxidieren, wenn das Metallfestphasendiffusions-Bonding unter Benutzung des leitenden Bonding-Materials 49 durchgeführt wird und deshalb kann die Qualität des Metallfestphasendiffusions-Bondings verbessert werden. Weiterhin kann die Qualität des Metallfestphasendiffusions-Bondings weiter verbessert werden, da die rückseitige Elektrode 43 und die Leiterschicht 25, die jeweils an die erste Bonding-Schicht 491 und an die zweite Bonding-Schicht 492 gebondet sind, auch Silber umfassen.
  • Obwohl die Konfiguration des Bonding-Materials 19, das zwischen dem leitenden Teil 20 und dem Stützsubstrat 10 (zweite Stützplatte 12), wie in den 3 und 4 gezeigt, angeordnet ist, nicht in spezifischer Weise eingeschränkt ist, kann das Bonding-Material 19 in ähnlicher Weise wie das leitende Bonding-Material 49 gebildet sein. Das Bonding-Material 19 umfasst zum Beispiel eine Vielzahl von Metallschichten, die aufeinander geschichtet sind und die durch Metallfestphasendiffusion gebondet sind. Das Bonding-Material 19 kann wie das leitende Bonding-Material 49 eine Metallbasisschicht, eine erste Bonding-Schicht, eine zweite Bonding-Schicht, eine erste Zwischenschicht und eine zweite Zwischenschicht umfassen. Die Metallbasisschicht, die erste Bonding-Schicht, die zweite Bonding-Schicht, die erste Zwischenschicht und die zweite Zwischenschicht können in ähnlicher Weise wie die Metallbasisschicht 490, die erste Bonding-Schicht 491, die zweite Bonding-Schicht 492, die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 des leitendenden Bonding-Materials 49 ausgestaltet sein. In diesem Fall ist die erste Bonding-Schicht des Bonding-Materials 19 an das leitende Teil 20 über Metallfestphasendiffusion gebondet und die zweite Bonding-Schicht des Bonding-Materials 19 ist an das Stützsubstrat 10 (zweite Stützplatte 12) über Metallfestphasendiffusion gebondet.
  • Bezugnehmend nun auf die 12 bis 20, wird hiernach ein Halbleiterbauteil A20 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Das Halbleiterbauteil A20, das in den genannten Zeichnungen dargestellt ist, umfasst ein Basisteil 1, ein leitendes Teil 2, ein Halbleiter-Laserelement 4, ein Schaltelement 5, einen Kondensator 6, erste Drähte 71, zweite Drähte 72, einen dritten Draht 73 und ein lichtdurchlässiges Harz 8. Das Halbleiterbauteil A20 wird zum Beispiel als Pulslaserquelle für ein LiDAR, ein Beispiel eines zweidimensionalen Entfernungsmessgerätes, verwendet, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
  • Wie in 12 gezeigt, hat das Halbleiterbauteil A20 eine rechteckige Form, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung. In 12 ist das lichtdurchlässige Harz 8 nicht gezeigt. In 12 kennzeichnen die Ziffern 84 bis 87 in einer Klammer vier Seitenflächen des lichtdurchlässigen Harzes 8 (erste Harzfläche, zweite Harzfläche, dritte Harzfläche und vierte Harzfläche, die im Folgenden beschrieben werden).
  • Das Basisteil 1 stützt das Halbleiter-Laserelement 4 und das Schaltelement 5 über ein leitendes Teil 2. Das Basisteil 1 ist aus einem isolierenden Material gebildet. Das Material des Basisteils 1 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber kann zum Beispiel ein Epoxidharz oder ein Glasepoxidharz sein. Für die folgende Beschreibung wird angenommen, dass das Basisteil 1 auf einer Keramik gebildet ist. In dieser Ausgestaltung umfasst das Basisteil 1 eine Auflageseite 1A, eine Unterseite 1B, eine erste Seite 14, eine zweite Seite 15, eine dritte Seite 16 und eine vierte Seite 17 und hat eine rechteckige Form, und zwar bei einer Betrachtung in z-Richtung.
  • In dem gezeigten Beispiel ist die Auflageseite 1A zu einer Seite in der z-Richtung orientiert und hat eine flache Oberfläche. In dem gezeigten Beispiel ist die Unterseite 1B zu der anderen Seite in der z-Richtung und entgegen der Auflageseite 1A orientiert und hat eine flache Oberfläche. In dem gezeigten Beispiel ist die erste Seite 14 zu einer Seite in der x-Richtung orientiert und hat eine flache Oberfläche. In dem gezeigten Beispiel ist die zweite Fläche 15 zu einer anderen Seite in der x-Richtung entgegen der ersten Seite 14 orientiert und hat eine flache Oberfläche. In dem gezeigten Beispiel ist die dritte Seite 16 zu einer Seite in der y-Richtung orientiert und hat eine flache Oberfläche. In dem gezeigten Beispiel ist die vierte Seite 17 zu einer anderen Seite in der y-Richtung entgegen der dritten Seite 16 orientiert und hat eine flache Oberfläche.
  • Das leitende Teil 2 stellt einen elektrischen Leitungspfad zu dem Halbleiter-Laserelement 4 und dem Schaltelement 5 dar. Das Material des leitenden Teils 2 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber kann zum Beispiel ein Metall wie Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Titan (Ti) oder Gold (Au) sein. Das Herstellungsverfahren des leitenden Teils 2 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt. In dem gezeigten Beispiel ist das leitende Teil 2 über ein Beschichtungsverfahren gebildet.
  • Das gezeigte leitende Teil 2 umfasst einen vorderseitigen Bereich 21, einen rückseitigen Bereich 22 und einen Verbindungsbereich 23.
  • Der vorderseitige Bereich 21 ist auf der Auflageseite 1A des Basisteils 1 angebracht. Der vorderseitige Bereich 21 hat eine dünne Plattenform, deren Dickenrichtung entlang der z-Richtung orientiert ist. Der vorderseitige Bereich 21 umfasst eine Vielzahl von Sektionen oder Bereichen in dem gezeigten Beispiel, nämlich einen ersten vorderseitigen Bereich 211, einen zweiten vorderseitigen Bereich 212, einen dritten vorderseitigen Bereich 213 und einen vierten vorderseitigen Bereich 214.
  • Wie in den 12 und 14 gezeigt, ist der erste vorderseitige Bereich 211 auf einer Seite der vierten Seite 17 des Basisteils 1 in der y-Richtung angebracht. Der erste vorderseitige Bereich 211 umfasst eine Vorderseite 211A, die zu einer Seite in der z-Richtung orientiert ist. Die Form des ersten vorderseitigen Bereichs 211 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt aber in dem gezeigten Beispiel hat der erste vorderseitige Bereich 211 eine rechteckige Form, der eine lange Seite hat, die sich in x-Richtung erstreckt, zu welcher ein vorstehender Bereich 211B kombiniert ist. Der vorstehende Bereich 211B steht von der Kante des ersten vorderseitigen Bereichs 211 auf einer Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung zu der dritten Seite 16 in der y-Richtung hervor. Der vorstehende Bereich 211B ist in der x-Richtung in der Mitte auf dem vorderseitigen Bereich 211 befindlich. Der erste vorderseitige Bereich 211 ist von der ersten Seite 14, der zweiten Seite 15 und der vierten Seite 17 beabstandet.
  • Wie in den 12 und 14 gezeigt, ist der zweite vorderseitige Bereich 212 auf einer Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung angebracht in Bezug auf den ersten vorderseitigen Bereich 211. Der zweite vorderseitige Bereich 212 umfasst eine Vorderseite 212A, die auf einer Seite in der z-Richtung orientiert ist. Die Größe des zweiten vorderseitigen Bereichs 212 in der x-Richtung ist im Allgemeinen die gleiche wie die des ersten vorderseitigen Bereichs 211. Die Größe des zweiten vorderseitigen Bereichs 212 in der y-Richtung ist größer als die des ersten vorderseitigen Bereichs 211. Der zweite vorderseitige Bereich 212 überlappt mit dem ersten vorderseitigen Bereich 211, und zwar bei einer Betrachtung in y-Richtung. Die Form des zweiten vorderseitigen Bereichs 212 ist nicht in besonderer Weise beschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der zweite vorderseitige Bereich 212 eine rechteckige Form mit einer Vertiefung. Der zweite vorderseitige Bereich 212 umfasst eine Vertiefung 212B. Die Vertiefung 212B geht von der Kante des zweiten vorderseitigen Bereichs 212 auf der Seite der vierten Seite 17 in der y-Richtung aus zu der dritten Seite 16 in y-Richtung hin. Die Vertiefung 212B befindet sich in der x-Richtung in der Mitte des zweiten vorderseitigen Bereichs 212. Zusätzlich überlappt die Vertiefung 212B mit dem vorstehenden Bereich 211B, wie in der y-Richtung gezeigt. Der zweite vorderseitige Bereich 212 ist flächenmäßig größer als der erste vorderseitige Bereich 211, der dritte vorderseitige Bereich 213 und der vierte vorderseitige Bereich 214. Der zweite vorderseitige Bereich 212 ist beabstandet von der ersten Seite 14 und der zweiten Seite 15.
  • Wie in den 12 und 14 gezeigt, befindet sich der dritte vorderseitige Bereich 213 auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung in Bezug auf den zweiten vorderseitigen Bereich 212. Der dritte vorderseitige Bereich 213 befindet sich auf der Seite der ersten Seite 14 in der x-Richtung auf dem Basisteil 1 und auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung. Der dritte vorderseitige Bereich 213 umfasst eine Vorderseite 213A, die zu einer Seite in der z-Richtung orientiert ist. Die Form des dritten vorderseitigen Bereichs 213 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der dritte vorderseitige Bereich 213 eine rechteckige Form, der eine lange Seite hat, die sich in der x-Richtung erstreckt. Das gezeigte Beispiel des dritten vorderseitigen Bereichs 213 ist von der ersten Seite und der dritten Seite 16 beabstandet.
  • Wie in 12 gezeigt, befindet sich der vierte vorderseitige Bereich 214 auf der Seite der zweiten Seite 15 in der x-Richtung in Bezug auf den dritten vorderseitigen Bereich 213, und auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung in Bezug auf den zweiten vorderseitigen Bereich 212. Der vierte vorderseitige Bereich 214 umfasst eine Vorderseite 214A, die auf eine Seite in der z-Richtung orientiert ist. Die Form des vierten vorderseitigen Bereichs 214 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der vierte vorderseitige Bereich 214 eine rechteckige Form. In dem gezeigten Beispiel ist die Größe des vierten vorderseitigen Bereichs 214 in der y-Richtung im Allgemeinen die gleiche, wie die des dritten vorderseitigen Bereichs 213. Zusätzlich ist die Größe des vierten vorderseitigen Bereichs 214 in der x-Richtung kleiner als die des dritten vorderseitigen Bereichs 213. Der vierte vorderseitige Bereich 214 ist flächenmäßig kleiner als der dritte vorderseitige Bereich 213. Der vierte vorderseitige Bereich 214 überlappt mit dem dritten vorderseitigen Bereich 213, wie in der x-Richtung gezeigt. Weiterhin überlappt der vierte vorderseitige Bereich 214 mit dem ersten vorderseitigen Bereich 211 und dem zweiten vorderseitigen Bereich 212, wie in der y-Richtung gezeigt. Das gezeigte Beispiel des vierten vorderseitigen Bereichs 214 ist von der zweiten Seite 15 und der dritten Seite 16 beabstandet.
  • Wie in den 13 und 14 gezeigt, befindet sich der rückseitige Bereich 22 auf der Unterseite 1B des Basisteils 1. In dem gezeigten Beispiel umfasst der rückseitige Bereich 22 einen ersten rückseitigen Bereich 221, einen zweiten rückseitigen Bereich 222, einen dritten rückseitigen Bereich 223 und einen vierten rückseitigen Bereich 224. In dieser Ausgestaltung wird der rückseitige Bereich 22 als Montage-Terminal verwendet, wenn das Halbleiterbauteil A20 auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt) montiert wird.
  • Wie in den 13 und 14 gezeigt, befindet sich der erste rückseitige Bereich 221 auf einer Seite der vierten Seite 17 in der y-Richtung auf dem Basisteil 1. Die Form des ersten rückseitigen Bereichs 221 ist nicht in besonderer Weise beschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der erste rückseitige Bereich 221 eine rechteckige Form, die eine lange Seite hat, die sich entlang der x-Richtung erstreckt. Das gezeigte Beispiel des ersten rückseitigen Bereichs 221 ist von der ersten Seite 14, der zweiten Seite 15 und der vierten Seite 17 beabstandet.
  • Wie in den 13 und 14 gezeigt, befindet sich der zweite rückseitige Bereich 222 auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung in Bezug auf den ersten rückseitigen Bereich 221. Die Größe des zweiten bzw. ersten rückseitigen Bereichs 222 bzw. 221 in der x-Richtung ist im Allgemeinen die gleiche wie die des ersten rückseitigen Bereichs 221. Die Größe des zweiten rückseitigen Bereichs 222 ist in der y-Richtung größer als die des ersten rückseitigen Bereichs 221. Der zweite rückseitige Bereich 222 überlappt mit dem ersten rückseitigen Bereich 221, und zwar bei einer Betrachtung in der y-Richtung. Die Form des zweiten rückseitigen Bereichs 222 ist nicht beschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der zweite rückseitige Bereich 222 eine rechteckige Form. Der zweite rückseitige Bereich 222 ist flächenmäßig größer als der erste rückseitige Bereich 221, der dritte rückseitige Bereich 223 und der vierte rückseitige Bereich 224. Das gezeigte Beispiel des zweiten rückseitigen Bereichs 222 ist von der ersten Seite 14 und der zweiten Seite 15 beabstandet.
  • Wie in den 13 und 14 gezeigt, befindet sich der dritte rückseitige Bereich 223 auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung in Bezug auf den zweiten rückseitigen Bereich 222. Der dritte rückseitige Bereich 223 befindet sich auf der Seite der ersten Seite 14 in der x-Richtung auf dem Basisteil 1 und auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung. Die Form des dritten rückseitigen Bereichs 223 ist nicht in besonderer Weise beschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der dritte rückseitige Bereich 223 eine rechteckige Form, der eine lange Seite hat, die sich entlang der x-Richtung erstreckt. Das gezeigte Beispiel des dritten rückseitigen Bereichs 223 ist von der ersten Seite 14 und der dritten Seite 16 beabstandet.
  • Wie in 13 gezeigt, befindet sich der vierte rückseitige Bereich 224 auf der Seite der zweiten Seite 15 in der x-Richtung in Bezug auf den dritten rückseitigen Bereich 223 und auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung in Bezug auf den zweiten rückseitigen Bereich 222. Die Form des vierten rückseitigen Bereichs 224 ist nicht in besonderer Weise beschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der vierte rückseitige Bereich 224 eine rechteckige Form. In dem gezeigten Beispiel ist die Größe des vierten rückseitigen Bereichs 224 in der y-Richtung im Allgemeinen die gleiche wie die des dritten rückseitigen Bereichs 223. Zusätzlich ist die Größe des vierten rückseitigen Bereichs 224 in der x-Richtung kleiner als die des dritten rückseitigen Bereichs 223. Der vierte rückseitige Bereich 224 ist flächenmäßig kleiner als der dritte rückseitige Bereich 223. Der vierte rückseitige Bereich 224 überlappt mit dem dritten rückseitigen Bereich 223, und zwar bei einer Betrachtung in x-Richtung. Weiterhin überlappt der vierte rückseitige Bereich 224 mit dem ersten rückseitigen Bereich 221 und dem zweiten rückseitigen Bereich 222, und zwar bei einer Betrachtung in der y-Richtung. Das gezeigte Beispiel des vierten rückseitigen Bereichs 224 ist von der zweiten Seite 15 und der dritten Seite 16 beabstandet.
  • Der Verbindungsbereich 23 stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem vorderseitigen Bereich 21 und dem rückseitigen Bereich 22 dar. Die Konfiguration des Verbindungsbereichs 23 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt. In dem gezeigten Beispiel umfasst der Verbindungsbereich 23 einen ersten Verbindungsbereich 231, eine Vielzahl von zweiten Verbindungsbereichen 232, eine Vielzahl von dritten Verbindungsbereichen 233 und einen vierten Verbindungsbereich 234, wie in den 12 und 13 gezeigt. Die Anzahl von jeweils des ersten Verbindungsbereichs 231, der zweiten Verbindungsbereiche 232, der dritten Verbindungsbereiche 233 und des vierten Verbindungsbereichs 234 ist nicht in besonderer Weise beschränkt.
  • Die Konfiguration des ersten Verbindungsbereichs 231, des zweiten Verbindungsbereichs 232, des dritten Verbindungsbereichs 233 und des vierten Verbindungsbereichs 234 ist nicht in besonderer Weise beschränkt, aber in dieser Ausführungsform sind die Verbindungsbereiche derart gebildet, dass sie in der Dickenrichtung durch das Basisteil 1 in den inneren Bereich des Basisteils 1 in einer z-Richtungsansicht (Bereich beabstandet von erster Seite 14, zweiter Seite 15, dritter Seite 16 und vierter Seite 17) hindurchtreten, wie in den 12 bis 14 gezeigt. Der erste Verbindungsbereich 231, der zweite Verbindungsbereich 232, der dritte Verbindungsbereich 233 und der vierte Verbindungsbereich 234 können dadurch erlangt werden, dass eine Metalllbeschichtete Schicht auf der Innenwand von Durchgangslöchern, die in dem Basisteil 1 eingelassen sind, gebildet werden, so dass die Auflageseite 1A und die Unterseite 1B erreicht werden. In dem gezeigten Beispiel ist die Innenseite des ersten Verbindungsbereichs 231, des zweiten Verbindungsbereichs 232, des dritten Verbindungsbereichs 233 und des vierten Verbindungsbereichs 234 mit einem Harz gefüllt. Dennoch kann zum Beispiel ein Metall in die erwähnten Verbindungsbereiche eingelegt werden.
  • Wie in den 12 bis 14 gezeigt, setzt der erste Verbindungsbereich 231 den ersten vorderseitigen Bereich 211 und den ersten rückseitigen Bereich 221 fort und verbindet damit den ersten vorderseitigen Bereich 211 und den ersten rückseitigen Bereich 221.
  • Wie in den 12 bis 14 gezeigt, setzt die Vielzahl von zweiten Verbindungsbereichen 232 den zweiten vorderseitigen Bereich 212 und den zweiten rückseitigen Bereich 222 fort und verbindet damit den zweiten vorderseitigen Bereich 212 und den zweiten rückseitigen Bereich 222. In dem gezeigten Beispiel sind die Vielzahl von zweiten Verbindungsbereichen 232 in einer Matrixstruktur entlang der x-Richtung und der y-Richtung angebracht.
  • Wie in den 12 bis 14 gezeigt, setzt die Vielzahl von dritten Verbindungsbereichen 233 den dritten vorderseitigen Bereich 213 und den dritten rückseitigen Bereich 223 fort und verbindet damit den dritten vorderseitigen Bereich 213 und den dritten rückseitigen Bereich 223. In dieser Ausgestaltung ist die Vielzahl an dritten Verbindungsbereichen 233 entlang der x-Richtung ausgerichtet. Die Vielzahl von dritten Verbindungsbereichen 233 befindet sich auf einer Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung.
  • Wie in den 12 und 13 gezeigt, setzt der vierte Verbindungsbereich 234 den vierten vorderseitigen Bereich 214 und den vierten rückseitigen Bereich 224 fort und verbindet damit den vorderseitigen Bereich 214 und den vierten rückseitigen Bereich 224. Im Gegensatz zu dem gezeigten Beispiel kann eine Vielzahl von vierten Verbindungsbereichen 234 vorgesehen sein.
  • Das Halbleiter-Laserelement 4 ist die Lichtquelle des Halbleiterbauteils A20 und umfasst eine aktive Schicht, die auf dem Halbleiter gebildet ist. In dieser Ausgestaltung umfasst, wie in 14 gezeigt, das Halbleiter-Laserelement 4 einen Elementhauptkörper 41, eine erste Laserelektrode 44 und eine zweite Laserelektrode 45. Der Elementhauptkörper 41 umfasst eine Elementvorderseite 411 und eine Elementrückseite 412. Die Elementvorderseite 411 und die Elementrückseite 412 sind in der z-Richtung in entgegengesetzten Seiten orientiert. Die Elementvorderseite 411 ist in z-Richtung zu der gleichen Seite orientiert wie die Vorderseite 211A. Die Elementrückseite 412 ist der Vorderseite 211A gegenüberliegend.
  • Die erste Laserelektrode 44 befindet sich auf der Elementvorderseite 411. Die zweite Laserelektrode 45 befindet sich auf der Elementrückseite 412. In 12 ist die erste Laserelektrode 44 nicht gezeigt. In dieser Ausgestaltung dient die erste Laserelektrode 44 als Anodenelektrode und die zweite Laserelektrode 45 dient als Kathodenelektrode. Die zweite Laserelektrode 45 umfasst Silber oder eine Vielzahl von Metallschichten wie etwa eine Nickelschicht und eine Silberschicht, die aufeinander geschichtet sind.
  • Wie in den 12 und 14 gezeigt, befindet sich in dieser Ausführungsform das Halbleiter-Laserelement 4 auf dem ersten vorderseitigen Bereich 211. Um genauer zu sein ist die zweite Laserelektrode 45 des Halbleiter-Laserelements 4 mit der Vorderseite 211A des ersten vorderseitigen Bereichs 211 über das leitende Bonding-Material 49 elektrisch verbunden. In dem gezeigten Beispiel überlappt das Halbleiter-Laserelement 4 mit dem vorstehenden Bereich 211B und der Vertiefung 212B, und zwar bei einer Betrachtung in y-Richtung. Das Halbleiter-Laserelement 4 emittiert einen Laserstrahl L auf der Seite, zu der die vierte Seite 17 in der y-Richtung orientiert ist. In dem gezeigten Beispiel überlappt das Halbleiter-Laserelement 4 mit dem ersten Verbindungsbereich 231, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung.
  • Das leitende Bonding-Material 49 ist zwischen dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211 des vorderseitigen Bereichs 21) und dem Halbleiter-Laserelement 4 angeordnet. Das leitende Bonding-Material 49 ist größenmäßig größer als das Halbleiter-Laserelement 4, bei einer Betrachtung in der z-Richtung, und die Gänze des Halbleiter-Laserelements 4 überlappt mit dem leitenden Bonding-Material 49, bei einer Betrachtung in der z-Richtung. Das leitende Bonding-Material 49 umfasst eine Vielzahl von Metallschichten, die aufeinander geschichtet sind. Wie in den 15 und 16 gezeigt, umfasst das leitende Bonding-Material 49 in dem Halbleiterbauteil A20 die Metallbasisschicht 490, die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492. In dieser Ausgestaltung, wie in den 17 bis 20 gezeigt, umfasst das leitende Bonding-Material 49 darüber hinaus die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494.
  • Die Metallbasisschicht 490 nimmt einen Großteil des Volumens des leitendenden Bonding-Materials 49 ein. Die Dicke der Metallbasisschicht 490 beträgt zum Beispiel ungefähr 10 bis 200 µm. Das Material der Metallbasisschicht 490 umfasst zumindest eines von zum Beispiel Aluminium (Al), Titan (Ti), Zink (Zn), Hafnium (Hf) und Erbium (Er). In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der Metallbasisschicht 490 Aluminium. Wenn die Metallbasisschicht 490 aus Aluminium gebildet ist, beträgt der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 70,3 GPa.
  • Die erste Bonding-Schicht 491 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und dem Halbleiter-Laserelement 4 angeordnet. In dieser Ausgestaltung, wie in den 17 und 18 gezeigt, ist die erste Bonding-Schicht 491 auf der ersten Zwischenschicht 493 gebildet. Das Material der ersten Bonding-Schicht 491 umfasst zumindest eines von zum Beispiel Silber, Kupfer und Gold. In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der ersten Bonding-Schicht 491 Silber. Die erste Bonding-Schicht 491 ist an das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) über Metallfestphasendiffusion gebondet. Das Material der zweiten Laserelektrode 45 umfasst zum Beispiel Silber. Die zweite Laserelektrode 45 ist dünner als die erste Bonding-Schicht 491. Die zweite Laserelektrode 45 wird zum Beispiel durch ein Sputterverfahren gebildet.
  • Die zweite Bonding-Schicht 492 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und dem leitendem Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist, wie in den 19 und 20 gezeigt, die zweite Bonding-Schicht 492 auf der zweiten Zwischenschicht 494 gebildet. Das Material der zweiten Bonding-Schicht 492 umfasst zumindest eines von zum Beispiel Silber, Kupfer und Gold. In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der zweiten Bonding-Schicht 492 Silber. Die zweite Bonding-Schicht 492 ist an das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) über Metallfestphasendiffusion gebondet.
  • Wenn die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 aus Silber gebildet sind, beträgt der Youngsche Modul der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 82,7 GPa. Dementsprechend, wie aus dem Youngschen Modul der Metallbasisschicht 490 (70,3GPa) ersichtlich ist, ist der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 kleiner als der der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492. Die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 haben jeweils eine Dicke von zum Beispiel ungefähr 2 bis 5 µm, was dünner ist als die Metallbasisschicht 490.
  • Wie in den 17 und 18 gezeigt, ist die erste Zwischenschicht 493 zwischen der Metallbasisschicht 490 und der ersten Bonding-Schicht 491 angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die erste Zwischenschicht 493 auf der Metallbasisschicht 490 gebildet. Wie in den 19 und 20 gezeigt, ist die zweite Zwischenschicht 494 zwischen der Metallbasisschicht 490 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die zweite Zwischenschicht 494 auf der Metallbasisschicht 490 gebildet. Das Material von jeder der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 umfasst zum Beispiel Nickel. Wenn die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 aus Nickel gebildet sind, beträgt der Youngsche Modul von jeder der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 200 GPa. Die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 haben jeweils eine Dicke von zum Beispiel ungefähr 0,2 bis 2 µm, was dünner ist als die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492.
  • Die geschichtete Struktur des leitendenden Bonding-Materials 49 ist zum Beispiel gebildet mittels eines Sputterverfahrens oder eines Beschichtungsverfahrens. Das Herstellungsverfahren des leitendenden Bonding-Materials 49 ist zum Beispiel ähnlich zu dem des leitendenden Bonding-Materials 49 des Halbleiterbauteils A10. Das Verfahren zum Bonden des leitenden Teils 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) und des Halbleiter-Laserelements 4 über das leitende Bonding-Material 49 ist auch ähnlich zu dem Verfahren, das für das Halbleiterbauteil A10 angewandt wird, wie beschrieben in Bezug auf 11.
  • Wenn das leitende Teil 2 und das Halbleiter-Laserelement 4 über das leitende Bonding-Material 49 durch Metallfestphasendiffusion aneinander gebondet sind, ist ein Bereich des leitendenden Bonding-Materials 49, der mit dem Halbleiter-Laserelement 4, wie in der z-Richtung geshen, überlappt, geringfügig zurückgesetzt wegen des Drucks von der Seite des Halbleiter-Laserelements 4. Als Resultat dessen ist, wie in 16 gezeigt, ein abgestufter Bereich in dem leitenden Bonding-Material 49 entlang der Grenze zwischen dem Bereich, der mit dem Halbleiter-Laserelement 4, wie in der z-Richtung gsehen, überlappt, und dem Bereich, der nicht mit dem Halbleiter-Laserelement 4, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung, überlappt, gebildet.
  • Wie in den 16, 18 und 20 gezeigt, können in einem Bereich nahe der Grenze zwischen den Bereichen, in denen das leitendende Bonding-Material 49 mit dem Halbleiter-Laserelement 4 überlappt und nicht damit überlappt, wie in z-Richtung gezeigt, Hohlräume 495 in der Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Laserelektrode 45 (Halbleiter-Laserelement 4) und der Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem ersten vorderseitigen Bereich 211 (leitendes Teil 2) gebildet sein. Andererseits sind, wie in den 16, 17 und 19 gezeigt, in einem Bereich, der geringfügig auf der inneren Seite der Grenze zwischen den Bereichen, in denen das leitendende Bonding-Material 49 mit dem Halbleiter-Laserelement 4 überlappt und damit nicht überlappt, wie in der z-Richtung gezeigt (wo das leitende Bonding-Material 49 mit dem Halbleiter-Laserelement 4 überlappt, wie in der z-Richtung gezeigt), keine Hohlräume in der Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Laserelektrode 45 (Halbleiter-Laserelement 4) und der Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem ersten vorderseitigen Bereich 211 (leitendes Teil 2) gebildet. Wie aus dem Obenstehenden verstanden werden kann, sind die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Laserelektrode 45 und die zweite Bonding-Schicht 492 und der erste vorderseitige Bereich 211 durch Metallfestphasendiffusion fest gebondet.
  • Das Schaltelement 5 dient dazu, den Strom zu dem Halbleiter-Laserelement 4 an- und auszuschalten. Das Schaltelement 5 ist ein Transistor, wie ein FET bestehend aus Si, SiC oder GaN. Wenn das Schaltelement 5 aus SiC gebildet ist, kann eine Hochgeschwindigkeitsschaltung realisiert werden. Das Schaltelement 5 umfasst, wie in den 12 und 14 gezeigt, einen Elementhauptkörper 51, eine Gate-Elektrode 52, eine Source-Elektrode 53 und eine Drain-Elektrode 54. Der Elementhauptkörper 51 ist aus einem Halbleitermaterial wie Si oder SiC gebildet und umfasst eine Elementvorderseite 511 und eine Elementrückseite 512. Die Elementvorderseite 511 ist in der gleichen Richtung wie die Vorderseite 212A in der z-Richtung orientiert. Die Elementrückseite 512 ist in der gleichen Richtung wie die Unterseite 1B in der z-Richtung orientiert und der Vorderseite 212A gegenüberliegend.
  • Die Gate-Elektrode 52 befindet sich auf der Elementvorderseite 511. In dem gezeigten Beispiel befindet sich die Gate-Elektrode 52 auf der Seite der zweiten Seite 15 in der x-Richtung und auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung. Die Form der Gate-Elektrode 52 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat die Gate-Elektrode 52 eine rechteckige Form, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung.
  • Die Source-Elektrode 53 befindet sich auf der Elementvorderseite 511. In dem gezeigten Beispiel hat die Source-Elektrode 53, bei einer Betrachtung in der z-Richtung, eine L-Form und befindet sich in einem Bereich auf der Seite der ersten Seite 14 in der x-Richtung und in einem Bereich auf der Seite der vierten Seite 17 in der y-Richtung in Bezug auf die Gate-Elektrode 52.
  • Die Drain-Elektrode 54 befindet sich auf der Elementrückseite 512 und bedeckt in dem gezeigten Beispiel im Allgemeinen die Gänze der Elementrückseite 512.
  • Wie in den 12 und 14 gezeigt, befindet sich das Schaltelement 5 in dieser Ausführungsform auf dem zweiten vorderseitigen Bereich 212. Um genauer zu sein ist die Drain-Elektrode 54 des Schaltelements 5 mit der Vorderseite 212A auf dem zweiten vorderseitigen Bereich 212 über ein leitendes Bonding-Material 59 elektrisch verbunden. In dieser Ausgestaltung befindet sich das Schaltelement 5 auf der Seite der ersten Seite 14 in der x-Richtung auf dem zweiten vorderseitigen Bereich 212. Das Schaltelement 5 überlappt mit allen von der Vielzahl von zweiten Verbindungsbereichen 232, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung. Das Schaltelement 5 überlappt mit dem Halbleiter-Laserelement 4, und zwar bei einer Betrachtung in der y-Richtung.
  • Das leitende Bonding-Material 59 ist zwischen dem leitenden Teil 2 (zweiter vorderseitiger Bereich 212 des vorderseitigen Bereichs 21) und dem Schaltelement 5 angeordnet. Das leitende Bonding-Material 59 ist größenmäßig größer als das Schaltelement 5, wie in der z-Richtung gezeigt, und die Gänze des Schaltelements 5 überlappt mit dem leitenden Bonding-Material 59, wie in der z-Richtung gezeigt. Das leitende Bonding-Material 59 umfasst eine Vielzahl von Metallschichten, die aufeinander geschichtet sind. Das leitende Bonding-Material 59 umfasst wie das leitende Bonding-Material 49 eine Metallbasisschicht, eine erste Bonding-Schicht, eine zweite Bonding-Schicht, eine erste Zwischenschicht und eine zweite Zwischenschicht. Die Konfiguration der Metallbasisschicht, der ersten Bonding-Schicht, der zweiten Bonding-Schicht, der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht ist ähnlich zu der der Metallbasisschicht 490, der ersten Bonding-Schicht 491, der zweiten Bonding-Schicht 492, der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 des leitendenden Bonding-Materials 49. Die erste Bonding-Schicht des leitendenden Bonding-Materials 59 ist an das Schaltelement 5 (Drain-Elektrode 54) über Metallfestphasendiffusion gebondet und die zweite Bonding-Schicht des leitendenden Bonding-Materials 59 ist an das leitende Teil 2 (zweiter vorderseitiger Bereich 212) über Metallfestphasendiffusion gebondet. Das Herstellungsverfahren des leitendenden Bonding-Materials 59 ist zum Beispiel ähnlich zu der des leitendenden Bonding-Materials 49 des Halbleiterbauteils A10. Das Verfahren zum Bonden des leitenden Teils 2 (zweiter vorderseitiger Bereich 212) und des Schaltelements 5 über das leitende Bonding-Material 59 ist ebenso ähnlich zu dem Verfahren, das bei dem Halbleiterbauteil A10 angewandt wird, wie beschrieben in Bezug auf 11.
  • Der Kondensator 6 dient dazu, zeitweilig elektrische Ladung anzusammeln, um den Strom zu bilden, der an das Halbleiter-Laserelement 4 geliefert wird. In dem dargestellten Beispiel, wie in 12 gezeigt, umfasst der Kondensator 6 eine Elektrode 61 und eine Elektrode 62. Die Elektrode 61 ist über ein Bonding-Material (nicht gezeigt) an den ersten vorderseitigen Bereich 211 leitend gebondet. Die Elektrode 62 ist über ein Bonding-Material (nicht gezeigt) an den zweiten vorderseitigen Bereich 212 leitend gebondet. Das Bonding-Material ist zum Beispiel Lot. In dieser Ausgestaltung umfasst das Halbleiterbauteil A20 zwei Kondensatoren 6. Die zwei Kondensatoren 6 sind parallel zueinander geschaltet. In dieser Ausgestaltung befinden sich die beiden Kondensatoren 6 außerdem auf den jeweiligen Seiten des Halbleiter-Laserelements 4 in der x-Richtung. Die zwei Kondensatoren 6 weisen von der Vertiefung 212B und dem vorstehenden Bereich 211B ab, und zwar bei einer Betrachtung in der y-Richtung.
  • Die Vielzahl von ersten Drähten 71 sind zwischen der Source-Elektrode 53 des Schaltelements 5 und der ersten Laserelektrode 44 des Halbleiter-Laserelements 4 verbunden, wie in den 12 und 14 gezeigt. Der erste Draht 71 kann aus Metall wie Au, Cu oder Al gebildet sein und in dieser Ausführungsform ist Au verwendet. Die Anzahl der Vielzahl von ersten Drähten 71 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel sind drei erste Drähte 71 vorgesehen. Die Vielzahl von ersten Drähten 71 sind zu Positionen auf der ersten Source-Elektrode 53 auf der Seite der vierten Seite 17 in der y-Richtung verbunden. Die Vielzahl von ersten Drähten 71 ist mit der ersten Laserelektrode 44 des Halbleiter-Laserelements 4 an Positionen, die in y-Richtung ausgerichtet sind, verbunden.
  • Die Vielzahl von zweiten Drähten 72 sind, wie in den 12 und 14 gezeigt, zwischen der Source-Elektrode 53 des Schaltelements 5 und dem dritten vorderseitigen Bereich 213 des vorderseitigen Bereichs 21 des leitenden Teils 2 verbunden. Der zweite Draht 72 kann aus einem Metall wie Au, Cu oder Al gebildet sein und in dieser Ausführungsform ist Au verwendet, wie für den ersten Draht 71. Die Anzahl der Vielzahl von zweiten Drähten 72 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel sind zwei zweite Drähte 72 vorgesehen, was weniger ist als die Anzahl der Vielzahl von ersten Drähten 71. Dementsprechend ist der Widerstand der Vielzahl von ersten Drähten 71 geringer als der der Vielzahl von zweiten Drähten 72. Die Vielzahl von zweiten Drähten 72 ist zu Positionen auf der Source-Elektrode 53 auf der Seite der dritten Seite 16 in der y-Richtung verbunden. Die Vielzahl von zweiten Drähten 72 ist mit dem dritten vorderseitigen Bereich 213 an Positionen, die in x-Richtung ausgerichtet sind, verbunden.
  • Der dritte Draht 73 ist zwischen der Gate-Elektrode 52 des Schaltelements 5 und dem vierten vorderseitigen Bereich 214 des vierten vorderseitigen Bereichs 21 des leitenden Teils 2 verbunden, wie in 12 gezeigt. Der dritte Draht 73 kann aus Metall wie Au, Cu oder Al gebildet sein und in dieser Ausführungsform ist Au verwendet. Die Anzahl von dritten Drähten 73 ist nicht in besonderer Weise beschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel ist ein einziger dritter Draht 73 vorgesehen.
  • Das lichtdurchlässige Harz 8 ist auf der Auflageseite 1A des Basisteils 1 vorgesehen, so dass die Auflageseite 1A, das Halbleiter-Laserelement 4, das Schaltelement 5, die Vielzahl von Kondensatoren 6, die Vielzahl von ersten Drähten 71, die Vielzahl von zweiten Drähten 72 und der dritte Draht 73 bedeckt sind. Das lichtdurchlässige Harz 8 ist aus einem Material hergestellt, das den Laserstrahl L von dem Halbleiter-Laserelement 4 durchlässt, wie zum Beispiel ein transparentes Epoxidharz oder ein Silikonharz.
  • Die Form des lichtdurchlässigen Harzes 8 ist nicht in besonderer Weise beschränkt. In dieser Ausgestaltung, wie in den 12 und 14 gezeigt, umfasst das lichtdurchlässige Harz 8 eine Harzvorderseite 81, eine erste Harzfläche 84, eine zweite Harzfläche 85, eine dritte Harzfläche 86 und eine vierte Harzfläche 87.
  • Die Harzvorderseite 81 ist in der z-Richtung zu der gleichen Seite orientiert wie die Auflageseite 1A und hat in dem gezeigten Beispiel eine flache Oberfläche. Die erste Harzfläche 84 ist in der x-Richtung zu der gleichen Seite orientiert wie die erste Seite 14. In dem gezeigten Beispiel hat die erste Harzfläche 84 eine flache Oberfläche und ist mit der ersten Seite 14 bündig. Die zweite Harzfläche 85 ist in der x-Richtung zu der gleichen Seite orientiert wie die zweite Seite 15. In dem gezeigten Beispiel hat die zweite Harzfläche 85 eine flache Oberfläche und ist mit der zweiten Seite 15 bündig. Die dritte Harzfläche 86 ist in y-Richtung zu der gleichen Seite orientiert wie die dritte Seite 16. In dem gezeigten Beispiel hat die dritte Harzfläche 86 eine flache Oberfläche und ist bündig mit der dritten Seite 16. Die vierte Harzfläche 87 ist in y-Richtung zu der gleichen Seite orientiert wie die vierte Seite 17. In dem gezeigten Beispiel hat die vierte Harzfläche 87 eine flache Oberfläche und ist bündig mit der vierten Harzfläche 87. In dieser Ausgestaltung wird der Laserstrahl L von dem Halbleiter-Laserelement 4 durch die vierte Harzfläche 87 des lichtdurchlässigen Harzes 8 emittiert. Dass die Oberfläche der vierten Harzfläche 87 flach und glatt ausgeführt wird, verhindert hierbei, dass der Laserstrahl L gestreut wird und verbessert damit die Emissionseffizienz.
  • Das Halbleiterbauteil A20 bietet die folgenden vorteilhaften Effekte
  • In dem Halbleiterbauteil A20 umfasst das leitende Bonding-Material 49, das zwischen dem leitenden Teil 2 und dem Halbleiter-Laserelement 4 angeordnet ist, die Metallbasisschicht 490, die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492. Die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und auch die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) sind über Metallfestphasendiffusion leitend aneinander gebondet und die Metallbasisschicht 490 ist zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. Mit einer solchen Konfiguration dient die Metallbasisschicht 490 als Polster, wenn die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und auch die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) über Metallfestphasendiffusion aneinander gebondet werden. Folglich wird der Druck, der auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und der Druck auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) wirkt, abgeschwächt. Deswegen können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und auch die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) fest über Metallfestphasendiffusions-Bonding aneinander gebondet werden. Als Resultat dessen kann verhindert werden, dass sich der Bonding-Zustand, der durch das leitende Bonding-Material 49 bereitgestellt wird, ändert, obwohl das leitende Bonding-Material 49 wiederholt einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, wegen der Hitze, die durch das Halbleiter-Laserelement 4 generiert wird, wenn das Halbleiterbauteil A20 in Betrieb ist. Folglich verbessert das Halbleiterbauteil A20, das das leitende Bonding-Material 49 umfasst, die Verlässlichkeit in Bezug auf den Bonding-Zustand zwischen dem Halbleiter-Laserelement 4 und dem leitenden Teil 2.
  • In dieser Ausgestaltung ist der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 kleiner als der des Materials von jeder der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492. Dementsprechend wird durch die Metallbasisschicht 490, die relativ weicher ist, die Belastung gemin- dert, wenn das leitende Bonding-Material 49 an das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) über Metallfestphasendiffusion gebondet wird, und deswegen wird die Bonding-Schnittstelle ausgeglichen. Somit können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) über Metallfestphasendiffusion mit erhöhter Festigkeit gebondet werden.
  • In dieser Ausgestaltung ist die Metallbasisschicht 490 dicker als die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492. Dementsprechend kann der Druck auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und dem Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und auch die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) in effektiverer Weise abgeschwächt werden, wenn Metallfestphasendiffusion durchgeführt wird. Folglich können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) mit erhöhter Bonding-Stärke leitend aneinander gebondet werden.
  • Das leitende Bonding-Material 49 umfasst die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494. Die erste Zwischenschicht 493 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und der ersten Bonding-Schicht 491 angeordnet und die zweite Zwischenschicht 494 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet.
  • Die Anwesenheit der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 ist vorteilhaft, um den Druck auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und dem Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) abzuschwächen, wenn Metallfestphasendiffusions-Bonding durchgeführt wird. Zusätzlich ist der Youngsche Modul der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 relativ groß, da die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 aus Nickel geformt sind. In diesem Fall kann der Druck auf die Bonding-Schnittstelle während des Metallfestphasendiffusions-Bondingverfahrens stärker ausgeglichen werden und dementsprechend können die erste Bonding-Schicht 491 und das Halbleiter-Laserelement 4 (zweite Laserelektrode 45) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) mit größerer Bonding-Stärke leitend aneinander gebondet werden.
  • In dieser Ausgestaltung enthalten die Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 jeweils Silber. Mit einer solchen Konfiguration kann verhindert werden, dass die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 oxidieren, wenn Metallfestphasendiffusions-Bonding unter Benutzung des leitenden Bonding-Materials 49 durchgeführt wird, und deshalb kann die Qualität des Metallfestphasendiffusions-Bondings verbessert werden.
  • Das leitende Bonding-Material 59, das zwischen dem leitenden Teil 2 und dem Schaltelement 5 angeordnet ist, umfasst wie das leitende Bonding-Material 49 die Metallbasisschicht, die erste Bonding-Schicht, die zweite Bonding-Schicht, die erste Zwischenschicht und die zweite Zwischenschicht. Die Konfiguration der Metallbasisschicht, der ersten Bonding-Schicht, der zweiten Bonding-Schicht, der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht ist ähnlich zu der der Metallbasisschicht 490, der ersten Bonding-Schicht 491, der zweiten Bonding-Schicht 492, der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 des leitendenden Bonding-Materials 49. Deswegen trägt auch das leitende Bonding-Material 59 dazu bei, die Verlässlichkeit des Bonding-Zustands zwischen dem Schaltelement 5 und dem leitenden Teil 20 zu verbessern. Durch das Bereitstellen des leitenden Bonding-Materials 59 können ähnliche vorteilhafte Effekte wie die von dem leitenden Bonding-Material 49 erreicht werden.
  • Bezugnehmend nun auf die 21 bis 28 wird hiernach ein Halbleiterbauteil A30 entsprechend einer dritten Ausführungsform beschrieben. Das Halbleiterbauteil A30, das in den besagten Zeichnungen dargestellt ist, umfasst ein Basisteil 1, einen Grenzbereich 18, das leitende Teil 2, ein LED-Element 400, einen Draht 7 und ein lichtdurchlässiges Harz 8. Das Halbleiterbauteil A30 kann als Lichtquelle für verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen und Bildschirmvorrichtungen verwendet werden.
  • Wie in 21 gezeigt, hat das Halbleiterbauteil A30 eine rechteckige Form, und zwar bei einer Betrachtung in z-Richtung. Die x-Richtung und die y-Richtung entsprechen den Paaren von parallelen Seiten, die die rechteckige Form des Halbleiterbauteils A30 ergeben. In 21 ist das lichtdurchlässige Harz 8 nicht gezeigt.
  • Das Basisteil 1 stützt das LED-Element 400 über das leitende Teil 2. Das Basisteil 1 ist aus einem isolierenden Material hergestellt. Das Material des Basisteils 1 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber kann zum Beispiel ein Epoxidharz oder ein Glasepoxidharz sein. Für die folgende Beschreibung wird angenommen, dass das Basisteil 1 aus einer Keramik hergestellt ist. In dieser Ausgestaltung umfasst das Basisteil 1 die Auflageseite 1A und die Unterseite 1B und hat eine rechteckige Form, und zwar bei einer Betrachtung in z-Richtung. Die Auflageseite 1A ist zu einer Seite in der z-Richtung orientiert und hat eine flache Oberfläche in dem gezeigten Beispiel. Die Unterseite 1B ist zu der anderen Seite in der z-Richtung orientiert gegenüber der Auflageseite 1A und hat eine flache Oberfläche in dem gezeigten Beispiel.
  • Das leitende Teil 2 ergibt für das LED-Element 400 einen elektrischen Leitungspfad. Das Material des leitenden Teils 2 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber kann zum Beispiel ein Metall wie Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Titan (Ti) oder Gold (Au) sein. Das Herstellungsverfahren des leitenden Teils 2 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt. In dem gezeigten Beispiel ist das leitende Teil 2 durch ein Beschichtungsverfahren hergestellt.
  • Das gezeigte Beispiel des leitenden Teils 2 umfasst den vorderseitigen Bereich 21, den rückseitigen Bereich 22 und den Verbindungsbereich 23.
  • Der vorderseitige Bereich 21 ist auf der Auflageseite 1A des Basisteils 1 angeordnet. Der vorderseitige Bereich 21 hat die Form einer dünnen Platte, deren Dickenrichtung entlang der z-Richtung orientiert ist. In dem gezeigten Beispiel umfasst der vorderseitige Bereich 21 den ersten vorderseitigen Bereich 211 und den zweiten vorderseitigen Bereich 212.
  • Wie in den 21 und 22 gezeigt, ist der erste vorderseitige Bereich 211 in der Mitte des Basisteils 1 in der z-Richtung angeordnet. Der erste vorderseitige Bereich 211 umfasst die Vorderseite 211A, die zu einer Seite in der z-Richtung orientiert ist. Die Form des ersten vorderseitigen Bereichs 211 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der erste vorderseitige Bereich 211 eine rechteckige Form.
  • Wie in den 21 und 22 gezeigt, ist der zweite vorderseitige Bereich 212 auf einer Seite in der x-Richtung orientiert in Bezug auf den ersten vorderseitigen Bereich 211. Die Form des zweiten vorderseitigen Bereichs 212 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel hat der zweite vorderseitige Bereich 212 eine rechteckige Form. Der zweite vorderseitige Bereich 212 ist flächenmäßig kleiner als der erste vorderseitige Bereich 211.
  • Wie in 22 gezeigt, ist der rückseitige Bereich 22 auf der Unterseite 1B des Basisteils 1 angeordnet. In dem gezeigten Beispiel umfasst der rückseitige Bereich 22 den ersten rückseitigen Bereich 221 und den zweiten rückseitigen Bereich 222. In dieser Ausgestaltung wird der rückseitige Bereich 22 als Montage-Terminal verwendet, wenn das Halbleiterbauteil A30 auf einer Leiterplatte (nicht gezeigt) angebracht wird.
  • Wie in 22 gezeigt, ist der erste rückseitige Bereich 221 in der Mitte des Basisteils 1 in der z-Richtung angeordnet. Die Form des ersten rückseitigen Bereichs 221 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dieser Ausgestaltung hat der erste rückseitige Bereich 221 eine rechteckige Form.
  • Wie in 22 gezeigt, ist der zweite rückseitige Bereich 222 auf einer Seite in der x-Richtung in Bezug zu dem ersten rückseitigen Bereich 221 angeordnet. Die Form des zweiten rückseitigen Bereichs 222 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dieser Ausgestaltung hat der zweite rückseitige Bereich 222 eine rechteckige Form. Der zweite rückseitige Bereich 222 ist flächenmäßig kleiner als der erste rückseitige Bereich 221.
  • Der Verbindungsbereich 23 stellt eine elektrische Leitung zwischen dem vorderseitigen Bereich 21 und dem rückseitigen Bereich 22 bereit. Die Konfiguration des Verbindungsbereichs 23 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dem gezeigten Beispiel umfasst der Verbindungsbereich 23 den ersten Verbindungsbereich 231 und den zweiten Verbindungsbereich 232, wie in den 21 und 22 gezeigt. Obwohl ein einziger erster Verbindungsbereich 231 in dem gezeigten Beispiel bereitgestellt ist, ist die Anzahl der ersten Verbindungsbereiche 231 nicht in besonderer Weise eingeschränkt.
  • Die Konfiguration des ersten Verbindungsbereichs 231 und des zweiten Verbindungsbereichs 232 ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, aber in dieser Ausgestaltung sind die Verbindungsbereiche so geformt, dass sie das Basisteil 1 in der Dickenrichtung durchdringen, und zwar in dem inneren Bereich des Basisteils 1 in einer z-Richtungsansicht, wie gezeigt in den 21 und 22. Der erste Verbindungsbereich 231 und der zweite Verbindungsbereich 232 können dadurch hergestellt werden, dass ein Metall in Durchgangslöcher, die in dem Basisteil 1 eingelassen sind, geladen wird, so dass die Auflageseite 1A und die Unterseite 1B erreicht wird. Entgegen dem gezeigten Beispiel können der erste Verbindungsbereich 231 und der zweite Verbindungsbereich 232 dadurch bereitgestellt werden, dass eine metallbeschichtete Schicht auf der Innenseite der Durchgangslöcher, die in dem Basisteil 1 eingelassen sind, geformt wird, wobei in diesem Fall ein Harz in das Innere des ersten Verbindungsbereichs 231 und des zweiten Verbindungsbereichs 232 geladen wird.
  • Wie in 22 gezeigt, ist der erste Verbindungsbereich 231 bündig mit dem ersten vorderseitigen Bereich 211 und dem ersten rückseitigen Bereich 221, so dass er den ersten vorderseitigen Bereich 211 und den ersten rückseitigen Bereich 221 verbindet. Der zweite Verbindungsbereich 232 ist bündig mit dem zweiten vorderseitigen Bereich 212 und dem zweiten rückseitigen Bereich 222, so dass er den zweiten vorderseitigen Bereich 212 und den zweiten rückseitigen Bereich 222 verbindet.
  • Das LED-Element 400 dient als Lichtquelle des Halbleiterbauteils A30 und umfasst eine aktive Schicht, die aus einer Halbleiterschicht hergestellt ist. In dieser Ausgestaltung, wie in 22 gezeigt, umfasst das LED-Element 400 den Elementhauptkörper 41, ein Elektroden-Pad 421 und die rückseitige Elektrode 43. Der Elementhauptkörper 41 besteht zum Beispiel aus einem GaN-basierten Halbleiter und sendet zum Beispiel blaues Licht aus. Der Elementhauptkörper 41 umfasst die Elementvorderseite 411 und die Elementrückseite 412. Die Elementvorderseite 411 und die Elementrückseite 412 sind in entgegengesetzten Richtungen in der z-Richtung orientiert. Die Elementvorderseite 411 ist zu der gleichen Seite orientiert wie die Vorderseite 211A in der z-Richtung. Die Elementrückseite 412 ist zu der gleichen Seite orientiert wie die Unterseite 1B und entgegengesetzt zu der Vorderseite 211A.
  • Das Elektroden-Pad 421 ist auf der Elementvorderseite 411 angeordnet. Die rückseitige Elektrode 43 ist auf der Elementrückseite 412 angeordnet. In dieser Ausgestaltung dient das Elektroden-Pad 421 als Anodenelektrode und die rückseitige Elektrode 43 dient als Kathodenelektrode. Die rückseitige Elektrode 43 ist zum Beispiel aus Silber hergestellt.
  • Wie in den 21 und 22 gezeigt, ist das LED-Element 400 in dem ersten vorderseitigen Bereich 211 in dieser Ausgestaltung angeordnet. Um präziser zu sein ist die rückseitige Elektrode 43 des LED-Elements 400 elektrisch mit der Vorderseite 211A des ersten vorderseitigen Bereichs 211 über das leitende Bonding-Material 49 verbunden. Das Licht, das von dem Elementhauptkörper 41 in dem LED-Element 400 ausgeht, wird zu der Seite, zu welcher die Elementvorderseite 411 orientiert ist (eine Seite in der z-Richtung), ausgesendet. In dem gezeigten Beispiel überlappt das LED-Element 400 mit dem ersten Verbindungsbereich 231, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung.
  • Das leitende Bonding-Material 49 ist zwischen dem leitendes Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211 des vorderseitigen Bereichs 21) und dem LED-Element 400 angeordnet. Das leitende Bonding-Material 49 ist flächenmäßig größer als das LED-Element 400, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung, und die Gänze des LED-Elements 400 überlappt mit dem leitenden Bonding-Material 49, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung. Das leitende Bonding-Material 49 umfasst eine Vielzahl von Metallschichten, die aufeinander geschichtet sind. Wie in den 23 und 24 gezeigt, umfasst das leitende Bonding-Material 49 in dem Halbleiterbauteil A30 die Metallbasisschicht 490, die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492. Wie in den 25 bis 28 gezeigt, umfasst das leitende Bonding-Material 49 ferner die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494.
  • Die Metallbasisschicht 490 nimmt einen großen Teil des Volumens des leitendenden Bonding-Materials 49 ein. Die Dicke der Metallbasisschicht 490 beträgt zum Beispiel ungefähr 10 bis 200 µm. Das Material der Metallbasisschicht 490 umfasst zumindest eines von zum Beispiel, Aluminium (Al), Titan (Ti), Zink (Zn), Hafnium (Hf) und Erbium (Er). In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der Metallbasisschicht 490 Aluminium. Wenn die Metallbasisschicht 490 aus Aluminium hergestellt ist, beträgt der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 ist 70,3 GPa.
  • Die erste Bonding-Schicht 491 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und dem LED-Element 400 angeordnet. In dieser Ausgestaltung, wie in den 25 und 26 gezeigt, ist die erste Bonding-Schicht 491 auf der ersten Zwischenschicht 493 gebildet. Das Material der ersten Bonding-Schicht 491 umfasst zumindest eines von zum Beispiel, Silber, Kupfer und Gold. In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der ersten Bonding-Schicht 491 Silber. Die erste Bonding-Schicht 491 ist an das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) durch Metallfestphasendiffusion gebondet. Das Material der rückseitigen Elektrode 43 umfasst zum Beispiel Silber. Die rückseitige Elektrode 43 ist dünner als die erste Bonding-Schicht 491. Die rückseitige Elektrode 43 wird zum Beispiel durch ein Sputterverfahren hergestellt.
  • Die zweite Bonding-Schicht 492 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) angeordnet. In dieser Ausgestaltung, wie in den 27 und 28 gezeigt, ist die zweite Bonding-Schicht 492 auf der zweiten Zwischenschicht 494 gebildet. Das Material der zweiten Bonding-Schicht 492 umfasst zumindest eines von zum Beispiel, Silber, Kupfer und Gold. In dieser Ausgestaltung umfasst das Material der zweiten Bonding-Schicht 492 Silber. Die zweite Bonding-Schicht 492 ist an das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) über Metallfestphasendiffusion gebondet.
  • Wenn die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 jeweils aus Silber hergestellt sind, beträgt der Youngsche Modul der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 82,7 GPa. Dementsprechend, wie aus dem Youngschen Modul der Metallbasisschicht 490 (70,3 GPa) ersichtlich ist, ist der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 kleiner als der der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492. Die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 haben jeweils eine Dicke zum Beispiel ungefähr 2 bis 5 µm, was dünner ist als die Metallbasisschicht 490.
  • Wie in den 25 und 26 gezeigt, ist die erste Zwischenschicht 493 zwischen der Metallbasisschicht 490 und der ersten Bonding-Schicht 491 angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die erste Zwischenschicht 493 auf der Metallbasisschicht 490 gebildet. Wie in den 27 und 28 gezeigt, ist die zweite Zwischenschicht 494 zwischen der Metallbasisschicht 490 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. In dieser Ausgestaltung ist die zweite Zwischenschicht 494 auf der Metallbasisschicht 490 gebildet. Das Material von jeweils der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 umfasst zum Beispiel Nickel. Wenn die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 jeweils aus Nickel hergestellt sind, beträgt der Youngsche Modul von jeder der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 200 GPa. Die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 haben jeweils eine Dicke von zum Beispiel ungefähr 0,2 bis 2 µm, was dünner ist als die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492.
  • Die geschichtete Struktur des leitendenden Bonding-Materials 49 wird zum Beispiel durch ein Sputterverfahren oder ein Beschichtungsverfahren hergestellt. Das Herstellungsverfahren des leitendenden Bonding-Materials 49 ist zum Beispiel ähnlich zu dem Fall des leitendenden Bonding-Materials 49 des Halbleiterbauteils A10. Das Verfahren zum Bonden des leitenden Teils 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) an das LED-Element 400 über das leitende Bonding-Material 49 ist auch ähnlich zu dem Verfahren, das für das Halbleiterbauteil A10 angewandt wird, beschrieben in Bezug auf 11.
  • Wenn das leitende Teil 2 und das LED-Element 400 aneinander gebondet sind über das leitende Bonding-Material 49 durch Metallfestphasendiffusion, ist ein Teil des leitendenden Bonding-Materials 49, das mit dem LED-Element 400 überlappt, bei einer Betrachtung in der z-Richtung, geringfügig zurückversetzt aufgrund des Drucks von der Seite auf das LED-Element 400. Als Resultat dessen ist, wie in 24 gezeigt, ein abgestufter Bereich in dem leitenden Bonding-Material 49 ausgebildet, entlang der Grenze zwischen dem Bereich, der mit dem LED-Element 400 überlappt, bei einer Betrachtung in z-Richtung, und dem Bereich, der nicht mit dem LED-Element 400 überlappt, und zwar bei einer Betrachtung in z-Richtung.
  • Wie in den 24, 26 und 28 gezeigt, können Hohlräume 495 in einem Bereich nahe der Grenze zwischen den Bereichen des leitendenden Bonding-Materials 49, die mit dem LED-Element 400 überlappen und nicht überlappen, wie in z-Richtung gezeigt, ausgebildet sein an der Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der rückseitigen Elektrode 43 (LED-Element 400) und der Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem ersten vorderseitigen Bereich 211 (leitendes Teil 2). Andererseits sind, wie in den 24, 25 und 27 gezeigt, in einem Bereich, der geringfügig auf der inneren Seite der Grenze zwischen den Bereichen des leitendenden Bonding-Materials 49, die mit dem LED-Element 400 überlappen und nicht überlappen, wie in z-Richtung gezeigt (wo das leitende Bonding-Material 49 mit dem LED-Element 400, wie in z-Richtung gezeigt, überlappt), keine Hohlräume gebildet an der Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der rückseitigen Elektrode 43 (LED-Element 400) und der Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem ersten vorderseitigen Bereich 211 (leitendes Teil 2). Wie aus dem Obigen verstanden werden kann, sind die erste Bonding-Schicht 491 und die rückseitige Elektrode 43 und die zweite Bonding-Schicht 492 und der erste vorderseitige Bereich 211 über Metallfestphasendiffusion fest gebondet.
  • Der Draht 7 ist, wie in den 21 und 22 gezeigt, zwischen dem Elektroden-Pad 421 des LED-Elements 400 und dem zweiten vorderseitigen Bereich 212 des leitenden Teils 2 verbunden. Der Draht 7 kann hergestellt sein aus zum Beispiel einem Metall wie Au, Cu oder Al und in diesem Ausführungsbeispiel ist Au ist verwendet.
  • Der Grenzbereich 18 ist zwischen der Auflageseite 1A und dem Basisteil 1 angeordnet. Der Grenzbereich 18 ist aus einer geschlossenen Rahmenform ausgebildet, bei einer Betrachtung in z-Richtung, und hat eine rechteckige äußere Peripherie und eine kreisförmige innere Kante. Der Grenzbereich 18 umringt das LED-Element 400 und das lichtdurchlässige Harz 8, und zwar bei einer Betrachtung in der z-Richtung.
  • Der Grenzbereich 18 ist zum Beispiel aus einem weißen Silikonharz hergestellt.
  • Das lichtdurchlässige Harz 8 ist in dem Raum, der von dem Grenzbereich 18 umringt wird, geladen, so dass er einen Teil der Auflageseite 1A des Basisteils 1, das LED-Element 400 und den Draht 7 bedeckt. Das lichtdurchlässige Harz 8 ist aus einem Material hergestellt, das Licht von dem LED-Element 400 durchlässt, wie zum Beispiel ein transparentes Silikonharz oder Epoxidharz, in dem ein fluoreszentes Material gemischt ist. Zum Beispiel kann ein fluoreszentes Material, das gelbes Licht emittiert, in dem es von blauem Licht des LED-Elements 400 angeregt wird, eingesetzt werden. In diesem Fall wird weißes Licht von dem Halbleiterbauteil A30 ausgesendet.
  • Das Halbleiterbauteil A30 bietet die folgenden vorteilhaften Effekte.
  • In dem Halbleiterbauteil A30 umfasst das leitende Bonding-Material 49, das zwischen dem leitenden Teil 2 und dem LED-Element 400 angeordnet ist, die Metallbasisschicht 490, die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492. Die erste Bonding-Schicht 491 und das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und auch die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) sind über Metallfestphasendiffusions-Bonding leitend aneinander gebondet, und die Metallbasisschicht 490 ist zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. Mit einer solchen Konfiguration dient die Metallbasisschicht 490 als Polster, wenn die erste Bonding-Schicht 491 und das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und auch die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) über Metallfestphasendiffusions-Bonding aneinander gebondet werden. Deswegen kann der Druck, der auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und dem LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) wirkt, abgeschwächt werden. Daher können die erste Bonding-Schicht 491 und das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und auch die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) fest aneinander gebondet werden über Metallfestphasendiffusions-Bonding. Folglich kann der Bonding-Zustand, der durch das leitende Bonding-Material 49 bereitgestellt wird, vor einer Änderung bewahrt werden, trotz dessen, dass das leitende Bonding-Material 49 wiederholt hohen Temperaturen ausgesetzt wird wegen der Hitze, die durch das LED-Element 400 generiert wird, wenn das Halbleiterbauteil A30 in Betrieb ist. Dementsprechend verbessert das Halbleiterbauteil A30, das das leitende Bonding-Material 49 umfasst, die Verlässlichkeit in Bezug auf den Bonding-Zustand zwischen dem LED-Element 400 und dem leitenden Teil 2.
  • In dieser Ausgestaltung ist der Youngsche Modul der Metallbasisschicht 490 kleiner als der des Materials von jeder der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492. Dementsprechend wird, wenn das leitende Bonding-Material 49 an das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und an das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) über Metallfestphasendiffusions-Bonding gebondet wird, die Belastung durch die Metallbasisschicht 490, welche relativ weicher ist, abgeschwächt und deswegen kann die Bonding-Schnittstelle ausgeglichen werden. Folglich können die erste Bonding-Schicht 491 und das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) mit erhöhter Stärke durch Metallfestphasendiffusions-Bonding gebondet werden.
  • In dieser Ausgestaltung ist die Metallbasisschicht 490 dicker als die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492. Dementsprechend kann der Druck, der auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und dem LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) wirkt, wenn Metallfestphasendiffusions-Bonding durchgeführt wird, effektiver abgeschwächt werden. Folglich können die erste Bonding-Schicht 491 und das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) leitend aneinander gebondet werden mit erhöhter Bonding-Stärke.
  • Das leitende Bonding-Material 49 umfasst die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494. Die erste Zwischenschicht 493 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und der ersten Bonding-Schicht 491 angeordnet, und die zweite Zwischenschicht 494 ist zwischen der Metallbasisschicht 490 und der zweiten Bonding-Schicht 492 angeordnet. Die Anwesenheit der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 ist vorteilhaft, um den Druck, der auf die Schnittstelle zwischen der ersten Bonding-Schicht 491 und dem LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und auf die Schnittstelle zwischen der zweiten Bonding-Schicht 492 und dem leitenden Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) wirkt, abzuschwächen, wenn Metallfestphasendiffusions-Bonding durchgeführt wird. Zusätzlich ist der Youngsche Modul der ersten Zwischenschicht 493 und der zweiten Zwischenschicht 494 relativ groß, weil die erste Zwischenschicht 493 und die zweite Zwischenschicht 494 beide aus Nickel hergestellt sind. In diesem Fall kann der Druck, der auf die Bonding-Schnittstelle während des Metallfestphasendiffusions-Bondingverfahrens ausgeübt wird, gleichmäßiger gemacht werden und somit können die erste Bonding-Schicht 491 und das LED-Element 400 (rückseitige Elektrode 43) und die zweite Bonding-Schicht 492 und das leitende Teil 2 (erster vorderseitiger Bereich 211) leitend aneinander gebondet werden mit weiter erhöhter Bonding-Stärke.
  • In dieser Ausgestaltung enthalten die erste Bonding-Schicht 491 und die zweite Bonding-Schicht 492 jeweils Silber. Mit solch einer Konfiguration kann ein Oxidieren der ersten Bonding-Schicht 491 und der zweiten Bonding-Schicht 492 verhindert werden, wenn Metallfestphasendiffusions-Bonding durchgeführt wird unter Benutzung des leitenden Bonding-Material 49 und deswegen kann die Qualität des Metallfestphasendiffusions-Bondings verbessert werden.
  • Die konkreten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden oben beschrieben. Dennoch ist die vorliegende Offenbarung in keiner Weise auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern es können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden. Die konkreten Konfigurationen des Halbleiterbauteils gemäß der vorliegenden Offenbarung können auf verschiedene Art und Weise ausgeführt sein.
  • Das Material und die Dicke von jeder der Schichten, die das leitende Bonding-Material gemäß der vorliegenden Offenbarung bilden, sind nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt. Obwohl das leitende Bonding-Material die Metallbasisschicht, die erste Bonding-Schicht, die zweite Bonding-Schicht, die erste Zwischenschicht und die zweite Zwischenschicht in den vorhergehenden Ausführungsformen umfasst, können zum Beispiel die erste Zwischenschicht und die zweite Zwischenschicht weggelassen werden. Bezüglich des leitenden Bonding-Materials kann eine andere Metallschicht zwischengestellt werden, zum Beispiel zwischen die Metallbasisschicht und die erste Bonding-Schicht oder zwischen die Metallbasisschicht und die zweite Bonding-Schicht 492 zusätzlich zur Ausbildung der Metallbasisschicht, der ersten Bonding-Schicht, der zweiten Bonding-Schicht, der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht.
  • Die vorliegende Offenbarung umfasst die Konfigurationen gemäß der folgenden Klauseln.
  • Klausel 1.
  • Halbleiterbauteil umfassend:
    • ein leitendes Teil mit einer Vorderseite;
    • ein Halbleiterelement, das auf der Vorderseite angebracht ist; und
    • ein leitendes Bonding-Material, das zwischen dem leitenden Teil und dem Halbleiterelement angeordnet ist, um das leitende Teil und das Halbleiterelement leitend aneinander zu bonden,
    • wobei das leitende Bonding-Material eine Metallbasisschicht, eine erste Bonding-Schicht und eine zweite Bonding-Schicht umfasst,
    • wobei die erste Bonding-Schicht zwischen der Metallbasisschicht und dem Halbleiterelement angeordnet ist und an das Halbleiterelement über Metallfestphasendiffusion gebondet ist, und
    • wobei die zweite Bonding-Schicht zwischen der Metallbasisschicht und dem leitenden Teil angeordnet ist und an das leitende Teil über Metallfestphasendiffusion gebondet ist.
  • Klausel 2.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 1,
    • wobei der Youngsche Modul der Metallbasisschicht kleiner ist als der Youngsche Modul von jeder der ersten Bonding-Schicht und der zweiten Bonding-Schicht.
  • Klausel 3.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 2,
    • wobei die Metallbasisschicht dicker ist als jede der ersten Bonding-Schicht und der zweiten Bonding-Schicht.
  • Klausel 4.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 3,
    • wobei ein Material der Metallbasisschicht zumindest eines von Aluminium, Titan, Zink, Hafnium und Erbium umfasst.
  • Klausel 5.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 4,
    • wobei ein Material von jeder der ersten Bonding-Schicht und der zweiten Bonding-Schicht zumindest eines von Silber, Kupfer und Gold umfasst.
  • Klausel 6.
  • Halbleiterbauteil gemäß einer der Klauseln 1 bis 5,
    • wobei das Halbleiterelement einen Elementhauptkörper und eine rückseitige Elektrode, die auf dem Elementhauptkörper gebildet ist, umfasst, und
    • wobei die rückseitige Elektrode und die erste Bonding-Schicht über Metallfestphasendiffusion aneinander gebondet sind.
  • Klausel 7.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 6,
    • wobei die erste Bonding-Schicht und die zweite Bonding-Schicht jeweils dicker sind als die rückseitige Elektrode.
  • Klausel 8.
  • Halbleiterbauteil gemäß einer der Klauseln 1 bis 7,
    • wobei das leitende Bonding-Material eine erste Zwischenschicht und eine zweite Zwischenschicht umfasst, wobei die erste Zwischenschicht zwischen der Metallbasisschicht und der ersten Bonding-Schicht angeordnet ist, und wobei die zweite Zwischenschicht zwischen der Metallbasisschicht und der zweiten Bonding-Schicht angeordnet ist.
  • Klausel 9.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 8,
    • wobei ein Material von jeder der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht Nickel umfasst.
  • Klausel 10.
  • Halbleiterbauteil gemäß einer der Klauseln 1 bis 9, ferner umfassend ein Stützsubstrat umfassend eine Auflageseite gegenüber dem leitenden Teil.
  • Klausel 11.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 10, ferner umfassend ein Bonding-Material, das das leitende Teil an das Stützsubstrat bondet,
    wobei das Bonding-Material eine Vielzahl von Metallschichten, die über Metallfestphasendiffusion aneinander gebondet sind, umfasst.
  • Klausel 12.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 10 oder 11, ferner umfassend ein Dichtungsharz, welches das leitende Teil, das Halbleiterelement und einen Teil des Stützsubstrats bedeckt,
    wobei das Stützsubstrat eine Unterseite auf einer gegenüberliegenden Seite der Auflageseite umfasst und wobei die Unterseite von dem Dichtungsharz freigelegt ist.
  • Klausel 13.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 12, ferner umfassend ein erstes Eingangsterminal, ein zweites Eingangsterminal, ein erstes Ausgangsterminal und ein zweites Ausgangsterminal,
    wobei das Halbleiterelement ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, wobei das leitende Teil ein erstes leitendes Teil, an welches das erste Schaltelement leitend gebondet ist, umfasst, und wobei das leitende Teil ein zweites leitendes Teil, an welches das zweite Schaltelement leitend gebondet ist, umfasst,
    wobei das Eingangsterminal mit dem ersten leitenden Teil verbunden ist, das zweite Eingangsterminal mit dem zweiten Schaltelement verbunden ist und das erste Ausgangsterminal und das zweite Ausgangsterminal mit dem zweiten leitenden Teil verbunden sind, und
    wobei das Dichtungsharz einen Teil von jedem des ersten Eingangsterminals, des zweiten Eingangsterminals, des ersten Ausgangsterminals und des zweiten Ausgangsterminals bedeckt.
  • Klausel 14.
  • Halbleiterbauteil gemäß einer der Klauseln 1 bis 9, ferner umfassend ein Basisteil, welches eine Auflageseite umfasst, die das Halbleiterelement stützt,
    wobei das leitende Teil einen vorderseitigen Bereich, einen rückseitigen Bereich und einen Verbindungsbereich, der den vorderseitigen Bereich mit dem rückseitigen Bereich elektrisch verbindet, umfasst.
  • Klausel 15.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 14,
    • wobei das Halbleiterelement ein Halbleiter-Laserelement und ein Schaltelement umfasst,
    • wobei das leitende Teil einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, welche voneinander beabstandet sind, umfasst, und
    • wobei das Halbleiter-Laserelement leitend an den ersten Bereich gebondet ist und das Schaltelement leitend an den zweiten Bereich gebondet ist.
  • Klausel 16.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 15, ferner umfassend ein lichtdurchlässiges Harz, welches das Halbleiter-Laserelement, das Schaltelement und die Auflageseite des Basisteils bedeckt.
  • Klausel 17.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 14, ferner umfassend ein lichtdurchlässiges Harz,
    wobei das Halbleiterelement ein LED-Element umfasst, und
    wobei das lichtdurchlässige Harz das LED-Element und zumindest einen Teil von der Auflageseite des Basisteils bedeckt.
  • Klausel 18.
  • Halbleiterbauteil gemäß Klausel 17, ferner umfassend einen rahmenförmigen Grenzbereich, der auf der Auflageseite des Basisteils angeordnet ist,
    wobei der Grenzbereich das lichtdurchlässige Harz umringt, und zwar bei einer Betrachtung in einer Dickenrichtung des Basisteils.
  • Bezugszeichenliste
    • A10, A20, A30
    Halbleiterbauteil
    1
    Basisteil
    1A
    Auflageseite
    1B
    Unterseite
    10
    Stützsubstrat
    10A
    Auflageseite
    10B
    Unterseite
    11
    erste Stützplatte
    12
    zweite Stützplatte
    121
    erster Bereich
    122
    zweiter Bereich
    123
    dritter Bereich
    13
    Unterplatte
    13A
    Ausnehmung
    14
    erste Seite
    15
    zweite Seite
    16
    dritte Seite
    17
    vierte Seite
    18
    Grenzbereich
    19
    Bonding-Material
    2
    leitendes Teil
    20
    leitendes Teil
    20A
    Vorderseite
    20B
    Rückseite
    201
    erstes leitendes Teil
    202
    zweites leitendes Teil
    203
    drittes leitendes Teil
    21
    vorderseitiger Bereich
    21A
    Vorderseite
    211
    erster vorderseitiger Bereich
    211A
    Vorderseite
    211B
    vorstehender Bereich
    212
    zweiter vorderseitiger Bereich
    212A
    Vorderseite
    212B
    Ausnehmung
    213
    dritter vorderseitiger Bereich
    213A
    Vorderseite
    214
    vierter vorderseitiger Bereich
    214A
    Vorderseite
    22
    rückseitiger Bereich
    221
    erster rückseitiger Bereich
    222
    zweiter rückseitiger Bereich
    223
    dritter rückseitiger Bereich
    224
    vierter rückseitiger Bereich
    23
    Verbindungsbereich
    231
    erster Verbindungsbereich
    232
    zweiter Verbindungsbereich
    233
    dritter Verbindungsbereich
    234
    vierter Verbindungsbereich
    24
    Basismaterial
    25
    Leiterschicht
    26
    Isolationsschicht
    271
    Gate-Drahtschicht
    272
    Detektionsdrahtschicht
    31
    erstes Eingangsterminal
    311
    gebogener Abschnitt
    32
    zweites Eingangsterminal
    321
    gebogener Abschnitt
    33
    erstes Ausgangsterminal
    331
    gebogener Abschnitt
    34
    zweites Ausgangsterminal
    341
    gebogener Abschnitt
    35
    Gate-Terminal
    36
    Detektions-Terminal
    4
    Halbleiter-Laserelement
    40
    Halbleiterelement
    400
    LED-Element
    401
    erstes Element
    402
    zweites Element
    41
    Elementhauptkörper
    411
    Elementvorderseite
    412
    Elementrückseite
    42
    vorderseitige Elektrode
    421
    Elektroden-Pad
    43
    rückseitige Elektrode
    44
    erste Laserelektrode
    45
    zweite Laserelektrode (rückseitige Elektrode)
    49
    leitendes Bonding-Material
    490
    Metallbasisschicht
    491
    erste Bonding-Schicht
    492
    zweite Bonding-Schicht
    493
    erste Zwischenschicht
    494
    zweite Zwischenschicht
    495
    Hohlräume
    5
    Schaltelement
    51
    Elementhauptkörper
    511
    Elementvorderseite
    512
    Elementrückseite
    52
    Gate-Elektrode
    53
    Source-Elektrode
    54
    Drain-Elektrode (rückseitige Elektrode)
    59
    leitendes Bonding-Material
    6
    Kondensator
    61
    Elektrode
    62
    Elektrode
    7
    Draht
    71
    erster Draht
    72
    zweiter Draht
    73
    dritter Draht
    8
    lichtdurchlässiges Harz
    80
    Dichtungsharz
    81
    Harzvorderseite
    82
    Harzunterseite
    84
    erste Harzfläche
    85
    zweite Harzfläche
    86
    dritte Harzfläche
    87
    vierte Harzfläche
    9
    Pressteil
    L
    Laserstrahl
    x
    Richtung
    y
    Richtung
    z
    Richtung (Dickenrichtung)
  • 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 (18)

  1. Halbleiterbauteil umfassend: ein leitendes Teil mit einer Vorderseite; ein Halbleiterelement, das auf der Vorderseite angebracht ist; und ein leitendes Bonding-Material, das zwischen dem leitenden Teil und dem Halbleiterelement angeordnet ist, um das leitende Teil und das Halbleiterelement leitend aneinander zu bonden, wobei das leitende Bonding-Material eine Metallbasisschicht, eine erste Bonding-Schicht und eine zweite Bonding-Schicht umfasst, wobei die erste Bonding-Schicht zwischen der Metallbasisschicht und dem Halbleiterelement angeordnet ist und an das Halbleiterelement über Metallfestphasendiffusion gebondet ist, und wobei die zweite Bonding-Schicht zwischen der Metallbasisschicht und dem leitenden Teil angeordnet ist und an das leitende Teil über Metallfestphasendiffusion gebondet ist.
  2. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 1, wobei der Youngsche Modul der Metallbasisschicht kleiner ist als der Youngsche Modul von jeder der ersten Bonding-Schicht und der zweiten Bonding-Schicht.
  3. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 2, wobei die Metallbasisschicht dicker ist als jede der ersten Bonding-Schicht und der zweiten Bonding-Schicht.
  4. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 3, wobei ein Material der Metallbasisschicht zumindest eines von Aluminium, Titan, Zink, Hafnium und Erbium umfasst.
  5. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 4, wobei ein Material von jeder der ersten Bonding-Schicht und der zweiten Bonding-Schicht zumindest eines von Silber, Kupfer und Gold umfasst.
  6. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Halbleiterelement einen Elementhauptkörper und eine rückseitige Elektrode, die auf dem Elementhauptkörper gebildet ist, umfasst, und in welchem die rückseitige Elektrode und die erste Bonding-Schicht über Metallfestphasendiffusion aneinander gebondet sind.
  7. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 6, wobei die erste Bonding-Schicht und die zweite Bonding-Schicht jeweils dicker sind als die rückseitige Elektrode.
  8. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das leitende Bonding-Material eine erste Zwischenschicht und eine zweite Zwischenschicht umfasst, wobei die erste Zwischenschicht zwischen der Metallbasisschicht und der ersten Bonding-Schicht angeordnet ist, und wobei die zweite Zwischenschicht zwischen der Metallbasisschicht und der zweiten Bonding-Schicht angeordnet ist.
  9. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 8, wobei ein Material von jeder der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht Nickel umfasst.
  10. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend ein Stützsubstrat umfassend eine Auflageseite gegenüber dem leitenden Teil.
  11. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 10, ferner umfassend ein Bonding-Material, das das leitende Teil an das Stützsubstrat bondet, wobei das Bonding-Material eine Vielzahl von Metallschichten, die über Metallfestphasendiffusion aneinander gebondet sind, umfasst.
  12. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 10 oder 11, ferner umfassend ein Dichtungsharz, welches das leitende Teil, das Halbleiterelement und einen Teil des Stützsubstrats bedeckt, wobei das Stützsubstrat eine Unterseite auf einer gegenüberliegenden Seite der Auflageseite umfasst und wobei die Unterseite von dem Dichtungsharz freigelegt ist.
  13. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 12, ferner umfassend ein erstes Eingangsterminal, ein zweites Eingangsterminal, ein erstes Ausgangsterminal und ein zweites Ausgangsterminal, wobei das Halbleiterelement ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement umfasst, wobei das leitende Teil ein erstes leitendes Teil, an welches das erste Schaltelement leitend gebondet ist, umfasst, und wobei das leitende Teil ein zweites leitendes Teil, an welches das zweite Schaltelement leitend gebondet ist, umfasst, wobei das Eingangsterminal mit dem ersten leitenden Teil verbunden ist, das zweite Eingangsterminal mit dem zweiten Schaltelement verbunden ist und das erste Ausgangsterminal und das zweite Ausgangsterminal mit dem zweiten leitenden Teil verbunden sind, und wobei das Dichtungsharz einen Teil von jedem des ersten Eingangsterminals, des zweiten Eingangsterminals, des ersten Ausgangsterminals und des zweiten Ausgangsterminals bedeckt.
  14. Halbleiterbauteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend ein Basisteil, welches eine Auflageseite umfasst, die das Halbleiterelement stützt, wobei das leitende Teil einen vorderseitigen Bereich, einen rückseitigen Bereich und einen Verbindungsbereich, der den vorderseitigen Bereich mit dem rückseitigen Bereich elektrisch verbindet, umfasst.
  15. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 14, wobei das Halbleiterelement ein Halbleiter-Laserelement und ein Schaltelement umfasst, wobei das leitende Teil einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, die voneinander beabstandet sind, umfasst, und wobei das Halbleiter-Laserelement leitend an den ersten Bereich gebondet ist und das Schaltelement leitend an den zweiten Bereich gebondet ist.
  16. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 15, ferner umfassend ein lichtdurchlässiges Harz, welches das Halbleiter-Laserelement, das Schaltelement und die Auflageseite des Basisteils bedeckt.
  17. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 14, ferner umfassend ein lichtdurchlässiges Harz, wobei das Halbleiterelement ein LED-Element umfasst, und wobei das lichtdurchlässige Harz das LED-Element und zumindest einen Teil von der Auflageseite des Basisteils bedeckt.
  18. Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 17, ferner umfassend einen rahmenförmigen Grenzbereich, der auf der Auflageseite des Basisteils angeordnet ist, wobei der Grenzbereich das lichtdurchlässige Harz umgibt, und zwar bei einer Betrachtung in einer Dickenrichtung des Basisteils.
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