DE112020003885T5 - Halbleiterbauteil - Google Patents

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Masaaki Matsuo
Yoshihisa Tsukamoto
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Rohm Co Ltd
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Abstract

Ein Halbleiterbauteil A1 beinhaltet: ein Halbleiterelement 1, das eine Verbindung zwischen einer Drain-Elektrode 11 und einer Source-Elektrode 12 ein- und ausschaltet; ein Halbleiterelement 2, das eine Verbindung zwischen einer Drain-Elektrode 21 und einer Source-Elektrode 22 ein- und ausschaltet; eine Metallkomponente 31, an der das Halbleiterelement montiert ist; eine Metallkomponente 32, an der das Halbleiterelement 2 montiert ist; und ein leitfähiges Substrat 4, das Verdrahtungsschichten 411, 412 mit einer isolierenden Schicht 421 dazwischen aufweist. Die Verdrahtungsschicht 411 beinhaltet eine Leistung-Terminal-Sektion 401, die mit der Drain-Elektrode 11 verbunden ist. Die Verdrahtungsschicht 412 beinhaltet eine Leistung-Terminal-Sektion 402, die mit der Source-Elektrode 22 verbunden ist. Die Leistung-Terminal-Sektionen 401, 402 und die isolierende Schicht 421 überlappen einander bei einer Betrachtung in einer z-Richtung. Das leitfähige Substrat 4 umgibt die Halbleiterelemente 1, 2 bei einer Betrachtung in der z-Richtung, während es bei einer Betrachtung in der z-Richtung mit einem Abschnitt zwischen den Metallkomponenten 31, 32 überlappt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Halbleiterbauteile.
  • STAND DER TECHNIK
  • Halbleiterbauteile, die Leistungs-Halbleiterelemente, wie Metalloxid-Halbleiter-Feldeffektransistoren (MOSFETs) und Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs), aufweisen, sind herkömmlicherweise bekannt. Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 ein Halbleiterbauteil, das zwei seriell miteinander verbundene Halbleiterelemente beinhaltet. Ein derartiges Halbleiterbauteil kann an einem Schaltungssubstrat eines Elektronikbauteils montiert werden und für eine Leistungsschaltung (z.B. Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler oder Inverter) oder eine Motor-Ansteuerschaltung verwendet werden.
  • DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP-A-2009-158787
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Mit den jüngsten Fortschritten von Elektronikbauteilen zur Erzielung weiterer Energieeinsparungen und höherer Leistungsfähigkeit sind Halbleiterbauteile gefordert, um den Leistungsverbrauch zu reduzieren und das Schalt-Ansprechverhalten („switching responsivity“) zu verbessern. Ein effektiver Weg zum Erzielen eines geringeren Leistungsverbrauches und eines höheren bzw. verbesserten Schalt-Ansprechverhaltens besteht darin, die Induktanz („inductance“) zu reduzieren.
  • Die vorliegende Offenbarung ist im Hinblick auf die obigen Umstände erdacht worden und zielt darauf ab, Halbleiterbauteile bereitzustellen, die dazu konfiguriert sind, eine geringere Induktanz zu haben.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Ein Halbleiterbauteil gemäß der vorliegenden Offenbarung weist auf: ein erstes Halbleiterelement, das eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine dritte Elektrode beinhaltet und das gesteuert wird, um eine Verbindung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ein- und auszuschalten, und zwar mittels eines ersten Ansteuerungssignals, das in die dritte Elektrode eingegeben wird; ein zweites Halbleiterelement, das eine vierte Elektrode, eine fünfte Elektrode und eine sechste Elektrode beinhaltet und das gesteuert wird, um eine Verbindung zwischen der vierten Elektrode und der fünften Elektrode ein- und auszuschalten, und zwar mittels eines zweiten Ansteuerungssignals, das in die sechste Elektrode eingegeben wird; eine erste Metallkomponente, an der das erste Halbleiterelement montiert ist; eine zweite Metallkomponente, an der das zweite Halbleiterelement montiert ist; wobei die zweite Metallkomponente von der ersten Metallkomponente beabstandet ist; und ein leitfähiges Substrat, das eine erste Verdrahtungsschicht und eine zweite Verdrahtungsschicht beinhaltet, die mit einer dazwischen angeordneten ersten isolierenden Schicht laminiert sind. Die erste Verdrahtungsschicht beinhaltet eine erste Leistungs-Terminal-Sektion, die elektrisch mit der ersten Elektrode verbunden ist. Die zweite Verdrahtungsschicht beinhaltet eine zweite Leistungs-Terminal-Sektion, die elektrisch mit der fünften Elektrode verbunden ist. Die erste Leistungs-Terminal-Sektion, die zweite Leistungs-Terminal-Sektion und die erste isolierende Schicht überlappen einander bei einer Betrachtung in einer ersten Richtung, bei der es sich um eine Dickenrichtung des leitfähigen Substrats handelt. Das leitfähige Substrat umgibt das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement bei einer Betrachtung in der ersten Richtung und überlappt bei einer Betrachtung in der ersten Richtung mit einem Abschnitt zwischen der ersten Metallkomponente und der zweiten Metallkomponente.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung kann ein Halbleiterbauteil mit einer niedrigeren Induktanz bereitstellen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist eine Ansicht ähnlich der perspektivischen Ansicht der 1,wobei jedoch ein Harzgehäuse („resin package“) weggelassen ist.
    • 3 ist eine Draufsicht des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 4 ist eine Bodenansicht des Halbleiterbauteils gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V von 3.
    • 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines leitfähigen Substrats gemäß der ersten Ausführungsform.
    • 7 ist eine Draufsicht, die eine einer Vielzahl von Verdrahtungsschichten des leitfähigen Substrats gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 8 ist eine Draufsicht, die eine der Verdrahtungsschichten des leitfähigen Substrats gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 9 ist eine Draufsicht, die eine der Verdrahtungsschichten des leitfähigen Substrats gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
    • 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei ein Harzgehäuse weggelassen ist.
    • 11 ist eine Draufsicht des Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform.
    • 12 ist eine Bodenansicht des Halbleiterbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform.
    • 13 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie XIII-XIII der 11.
    • 14 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines leitfähigen Substrats gemäß der zweiten Ausführungsform.
    • 15 ist eine Draufsicht, die eine Vielzahl von Verdrahtungsschichten des leitfähigen Substrats gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 16 ist eine Draufsicht, die eine der Verdrahtungsschichten des leitfähigen Substrats gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
    • 17 ist eine Draufsicht, die eine der Verdrahtungsschichten des leitfähigen Substrats gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • MODUS BZW. AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen von Halbleiterbauteilen gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung davon ist weggelassen.
  • Die 1 bis 9 sind Ansichten zum Darstellen eines Halbleiterbauteils A1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Halbleiterbauteil A1 weist eine Vielzahl von Halbleiterelementen 1, eine Vielzahl von Halbleiterelementen 2, eine Vielzahl von Metallkomponenten 31 und 32, ein isolierendes Substrat 33, ein leitfähiges Substrat 4, ein Paar von Signal-Terminals 51A und 51B, ein Paar von Erfassungs-Terminals 52A und 52B, eine Vielzahl von Dummy-Terminals 53, eine Vielzahl von Verbindungselementen 6A bis 6J und ein Harzgehäuse 7 auf.
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht des Halbleiterbauteils A1. 2 ist eine Ansicht ähnlich der perspektivischen Ansicht der 1, wobei jedoch das Harzgehäuse 7 weggelassen ist. 3 ist eine Draufsicht des Halbleiterbauteils A1, wobei das Harzgehäuse 7 durch Phantomlinien (Strich-Punkt-Linien) gezeigt ist. 4 ist eine Bodenansicht des Halbleiterbauteils A1. 5 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V von 3. In 5 sind die Verbindungselemente 6A bis 6J weggelassen. Die 6 bis 9 zeigen die detaillierte Struktur des leitfähigen Substrats 4.
  • Aus Gründen der Zweckmäßigkeit werden drei Richtungen, die senkrecht zueinander sind, als eine x-, eine y- und eine z-Richtung definiert. Die z-Richtung entspricht der Dickenrichtung des Halbleiterbauteils A1. Die x-Richtung ist die horizontale Richtung des Halbleiterbauteils A1 in der Draufsicht (siehe 3). Die y-Richtung ist die vertikale Richtung des Halbleiterbauteils A1 in der Draufsicht (siehe 3). Insbesondere wird eine der x-Richtungen als eine xl-Richtung definiert und die andere als eine x2-Richtung. In ähnlicher Weise wird eine der y-Richtungen als eine y1-Richtung definiert und die andere als eine y2-Richtung, und eine der z-Richtungen wird als eine z1-Richtung definiert und die andere als eine z2-Richtung. In der nachstehenden Beschreibung ist eine Draufsicht eine Ansicht in der z-Richtung. Die z-Richtung kann einer ersten Richtung entsprechen, die in den Ansprüchen benannt ist, und die y-Richtung kann einer zweiten Richtung entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Das Halbleiterbauteil A1 ist ein Leistungswandlungsbauteil (Leistungsmodul) zur Verwendung in Ansteuerungsquellen von Motoren, in Invertern von verschiedenen Elektronikbauteilen und in Gleichstrom/Gleichstrom-Wandlern bzw. -Konvertern von verschiedenen elektronischen Elektronikbauteilen. Das Halbleiterbauteil A1 kann eine Halbbrücken-Schalt-Schaltung („half-bridge switching circuit“) bilden.
  • Die Halbleiterelemente 1 und 2 können beispielsweise MOSFETs sein. Die Halbleiterelemente 1 und 2 sind jedoch nicht auf MOSFETs beschränkt und können alternativ Schaltelemente sein, und zwar einschließlich von Feldeffekttranssistoren wie Metall-Isolator-Halbleiter-FETs (MISFET) und einschließlich von Bipolar-Transistoren wie IGBTs. Jedes der Halbleiterelemente 1 und 2 kann ein N-Kanal-MOSFET oder eine P-Kanal-MOSFET sein. Die Halbleiterelemente 1 und 2 sind aus einem Halbleitermaterial hergestellt, bei dem es sich typischerweise um Siliciumcarbid (SiC) handelt. Das Halbleitermaterial ist nicht auf SiC beschränkt und kann Silicium (Si), Galliumarsenid (GaAs), Galliumnitrid (GaN) oder Galliumoxid (Ga2O3) sein, um Beispiele zu nennen.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, hat jedes Halbleiterelement 1 eine Elementvorderfläche 1a und eine Elementrückfläche 1b. Die Elementvorderfläche 1a und die Elementrückfläche 1b sind in der z-Richtung voneinander beabstandet, wobei die Elementvorderfläche 1a in die z2-Richtung weist und wobei die Elementrückfläche 1b in die z1-Richtung weist. Die Elementrückfläche 1b weist hin zu einer Metallkomponente 31.
  • Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, weist jedes Halbleiterelement 1 eine Drain-Elektrode 11, eine Source-Elektrode 12, eine Gate-Elektrode 13 und einen isolierenden Film 14 auf.
  • Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement 1 die Drain-Elektrode 11 an der Elementrückfläche 1b angeordnet und freigelegt. Die Drain-Elektrode 11 kann einer ersten Elektrode entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement 1 die Source-Elektrode 12 an der Elementvorderfläche 1a angeordnet und freigelegt. Die Source-Elektrode 12 hat eine oder mehrere Regionen, die an der Elementvorderfläche 1a freigelegt ist bzw. sind. In 3 hat die Source-Elektrode 12 zwei freigelegte Regionen. Die Source-Elektrode 12 kann einer zweiten Elektrode entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement 1 die Gate-Elektrode 13 an der Elementvorderfläche 1a angeordnet und freigelegt. Ein Ansteuerungssignal (Spannungssignal) zum Ansteuern des Halbleiterelements 1 wird in die Gate-Elektrode 13 eingegeben. Das Ansteuerungssignal kann einem ersten Ansteuerungssignal entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist. In der Draufsicht ist die Gate-Elektrode 13 kleiner als jeder der zwei freigelegten Teile der Source-Elektrode 12. Die Gate-Elektrode 13 kann einer dritten Elektrode entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement der isolierende Film 14 an der Elementvorderfläche 1a angeordnet und freigelegt. Der isolierende Film 14 umgibt die Source-Elektrode 12 und die Gate-Elektrode 13 in der Draufsicht. Der isolierende Film 14 isoliert die Source-Elektrode 12 und die Gate-Elektrode 13 voneinander. Der isolierende Film 14 ist beispielsweise aus einer Siliciumdioxid-(SiO2)-Schicht, einer Siliciumnitrid-(SiN4)-Schicht und einer Polybenzoxazol-Schicht aufgebaut, die in der genannten Reihenfolge laminiert sind, wobei die Polybenzoxazol-Schicht die äußerste Schicht an der Elementvorderfläche 1a des Halbleiterelementes 1 ist. Der isolierende Film 14 kann eine Polyimid-Schicht anstelle der Polybenzoxazol-Schicht aufweisen.
  • Jedes Halbleiterelement 1 wird gesteuert, um die Verbindung zwischen der Drain-Elektrode 11 und der Source-Elektrode 12 ein- und auszuschalten, und zwar mittels eines Ansteuerungssignals, das in die Gate-Elektrode 13 eingegeben wird. Das Halbleiterelement 1 kann einem ersten Halbleiterelement entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, hat jedes Halbleiterelement 2 eine Elementvorderfläche 2a und eine Elementrückfläche 2b. Die Elementvorderfläche 2a und die Elementrückfläche 2b sind in der z-Richtung voneinander beabstandet, wobei die Elementvorderfläche 2a in die z2-Richtung weist, und wobei die Elementrückfläche 2b in die z1-Richtung weist. Die Elementrückfläche 2b weist hin zu einer Metallkomponente 32.
  • Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, beinhaltet ein Halbleiterelement 2 eine Drain-Elektrode 21, eine Source-Elektrode 22, eine Gate-Elektrode 23 und einen isolierenden Film 24.
  • Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement 2 die Drain-Elektrode 21 an der Elementrückfläche 2b angeordnet und freigelegt. Die Drain-Elektrode 21 kann einer vierten Elektrode entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement 2 die Source-Elektrode 22 an der Elementvorderfläche 2a angeordnet und freigelegt. Die Source-Elektrode 22 hat eine oder mehrere Regionen, die an der Elementvorderfläche 2a freigelegt ist bzw. sind. In 3 hat die Source-Elektrode 22 zwei freigelegte Regionen. Die Source-Elektrode 22 kann einer fünften Elektrode entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in den 3 und 5 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement 2 die Gate-Elektrode 23 an der Elementvorderfläche 2a angeordnet und freigelegt. Ein Ansteuerungssignal (Spannungssignal) zum Ansteuern des Halbleiterelementes 2 wird in die Gate-Elektrode 23 eingegeben. Das Ansteuerungssignal kann einem zweiten Ansteuerungssignal entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist. In der Draufsicht ist die Gate-Elektrode 23 kleiner als jeder der zwei unterteilten Teile der Source-Elektrode 22. Die Gate-Elektrode 23 kann einer sechsten Elektrode entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, ist in jedem Halbleiterelement 2 der isolierende Film 24 an der Elementvorderfläche 2a angeordnet und freigelegt. Der isolierende Film 24 umgibt die Source-Elektrode 22 und die Gate-Elektrode 23 in der Draufsicht. Der isolierende Film 24 isoliert die Source-Elektrode 22 und die Gate-Elektrode 23 voneinander. Der isolierende Film 24 kann beispielsweise aus einer Siliciumdioxid-(SiO2)-Schicht, einer Siliciumnitrid-(SiN4)-Schicht und einer Polybenzoxazol-Schicht aufgebaut sein, die in der genannten Reihenfolge laminiert sind, und zwar mit der Polybenzoxazol-Schicht als die äußerste Schicht an der Elementvorderfläche 2a des Halbleiterelementes 2. Der isolierende Film 24 kann eine Polyimid-Schicht anstelle der Polybenzoxazol-Schicht aufweisen.
  • Jedes Halbleiterelement 2 wird gesteuert, um die Verbindung zwischen der Drain-Elektrode 21 und der Source-Elektrode 22 ein- und auszuschalten, und zwar mittels eines Ansteuerungssignals, das in die Gate-Elektrode 23 eingegeben wird. Das Halbleiterelement 2 kann einem zweiten Halbleiterelement entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie zuvor beschrieben, bildet das Halbleiterbauteil A1 eine Halbbrücken-Schalt-Schaltung. Die Halbleiterelemente 1 bilden eine obere Zweigschaltung der Schalt-Schaltung, wohingegen die Halbleiterelemente 2 die untere Zweigschaltung der Schalt-Schaltung bilden. Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, weist das Halbleiterbauteil A1 drei Halbleiterelemente 1 und drei Halbleiterelemente 2 auf. Es ist jedoch anzumerken, dass die Anzahl von Halbleiterelementen 1 und 2 nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist und dass jede beliebige Zahl ausgewählt werden kann, und zwar in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die für das Halbleiterbauteil A1 gefordert sind.
  • Jede Metallkomponente 31 ist ein leitfähiges Element in der Form einer Säule. In der vorliegenden Ausführungsform ist jede Metallkomponente 31 in einem Querschnitt senkrecht zu der z-Richtung generell kreisförmig. Kurz gesagt liegt jede Metallkomponente 31 in der Form eines kreisförmigen Zylinders vor. Es ist jedoch anzumerken, dass die Form des Querschnittes nicht auf generell kreisförmig beschränkt ist und generell oval oder polygonal sein kann. Wie es in 3 gezeigt ist, hat jede Metallkomponente 31 in der Draufsicht eine Vielzahl von Ausnehmungen in dem Umfangsrand. Die Anzahl von Ausnehmungen ist nicht besonders beschränkt. Die Metallkomponenten 31 können aus Cu oder aus einer Legierung von Cu hergestellt sein, um Beispiele zu nennen. Jede Metallkomponente 31 wird in das leitfähige Substrat 4 eingesetzt bzw. eingepasst(in ein Durchgangsloch 43A, das nachstehend beschrieben wird), so dass sie sich in der z-Richtung durch das leitfähige Substrat 4 erstreckt. Die Halbleiterelemente 1 sind auf den Metallkomponenten 31 montiert, und zwar auf einer Basis Eins-zu-Eins. In der Draufsicht überlappt jedes Halbleiterelement 1 mit der entsprechenden Metallkomponente 31. Die Metallkomponente 31 kann einer ersten Metallkomponente entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Jede Metallkomponente 32 ist ein leitfähiges Element in der Form einer Säule. In der vorliegenden Ausführungsform ist jede Metallkomponente 32 in einem Querschnitt senkrecht zu der z-Richtung generell kreisförmig. Kurz gesagt liegt jede Metallkomponente 32 in der Form eines kreisförmigen Zylinders vor. Es ist jedoch anzumerken, dass die Form des Querschnittes nicht auf generell kreisförmig beschränkt ist und generell oval oder polygonal sein kann. Wie es in 3 gezeigt ist, hat jede Metallkomponente 32 in der Draufsicht eine Vielzahl von Ausnehmungen in dem Umfangsrand. Die Anzahl von Ausnehmungen ist nicht besonders eingeschränkt. Die Metallkomponente 32 kann aus Cu oder aus einer Legierung von Cu hergestellt sein, um Beispiele zu nennen. Jede Metallkomponente 32 ist in das leitfähige Substrat 4 eingesetzt bzw. eingepasst (in ein Durchgangsloch 43B, das nachstehend beschrieben wird), so dass sie sich in der z-Richtung durch das leitfähige Substrat 4 erstreckt. Die Halbleiterelemente 2 sind auf den Metallkomponenten 32 montiert, und zwar auf einer Basis Eins-zu-Eins. In der Draufsicht überlappt jedes Halbleiterelement 2 mit der entsprechenden Metallkomponente 32. Die Metallkomponente 32 kann einer zweiten Metallkomponente entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in den 2, 3 und 5 gezeigt ist, ist das isolierende Substrat 33 eine Basis, auf der die Metallkomponenten 31 und 32 und das leitfähige Substrat 4 angeordnet sind. Das isolierende Substrat 33 kann aus einer Keramik hergestellt sein, die eine exzellente Pyroleitfähigkeit („pyro conductivity“) hat. Beispiele eines derartigen Keramikmaterials beinhalten Aluminiumnitrid (AlN). In der vorliegenden Ausführungsform ist das isolierende Substrat 33 in der Draufsicht rechteckförmig. Die Struktur des isolierenden Substrats 33 ist nicht auf das in den 2 und 3 bis 5 gezeigte Beispiel beschränkt. In Abhängigkeit von den Spezifikationen des Halbleiterbauteils A1 kann das isolierende Substrat 33 hinsichtlich der Form, der Abmessungen und der Anzahl geeignet modifiziert werden, um Beispiele zu nennen.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, hat das isolierende Substrat 33 eine Substratvorderfläche 33a und eine Substratrückfläche 33b. Die Substratvorderfläche 33a und die Substratrückfläche 33b sind in der z-Richtung voneinander beabstandet, wobei die Substratvorderfläche 33a in die z2-Richtung weist und wobei die Substratrückfläche 33b in die z1-Richtung weist. Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, ist die Substratrückfläche 33b gegenüber dem Harzgehäuse 7 freigelegt. Die Substratrückfläche 33b kann mit einem Kühlbauteil wie einer Wärmesenke verbunden werden, was in den Figuren nicht gezeigt ist.
  • Das leitfähige Substrat 4 dient als die innere Verdrahtung des Halbleiterbauteils A1. Wie es in 4 gezeigt ist, ist das leitfähige Substrat 4 an der Substratvorderfläche 33a des isolierenden Substrats 33 angeordnet und ist mittels eines Bond-Elementes (nicht gezeigt) an das isolierende Substrat 33 gebondet. Das Bond-Element kann aus einem leitfähigen Material oder aus einem isolierenden Material hergestellt sein. Wie es in 3 oder in der Draufsicht gezeigt ist, ist das leitfähige Substrat 4 dazu konfiguriert, Abschnitte zu enthalten, die die Halbleiterelemente 1, 2 als Ganzes umgeben, und andere Abschnitte zu enthalten, die zwischen den Metallkomponenten 31, 32 angeordnet sind. Wie es sich aus 5 ersehen lässt, überlappt das leitfähige Substrat 4 bei einer Betrachtung in der x-Richtung nicht mit den Halbleiterelementen 1, 2. Ähnlich hierzu überlappt das leitfähige Substrat 4 bei einer Betrachtung in der y-Richtung nicht mit den Halbleiterelementen 1, 2.
  • Das leitfähige Substrat 4 ist ein Laminat, das aus einer Vielzahl von Verdrahtungsschichten und einer Vielzahl von isolierenden Schichten zusammengesetzt ist, die in der z-Richtung alternierend laminiert sind. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das leitfähige Substrat 4 drei Verdrahtungsschichten 411, 412 und 413 und zwei isolierende Schichten 421 und 422. Es ist jedoch anzumerken, dass die Anzahl von Verdrahtungsschichten und die Anzahl von isolierenden Schichten nicht auf die oben genannten Werte beschränkt sind und in Abhängigkeit von den Spezifikationen des Halbleiterbauteils A1 geeignet modifiziert werden können.
  • Das leitfähige Substrat 4 kann eine laminierte Struktur haben, wie es in den 6 bis 9 gezeigt ist. 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht des leitfähigen Substrats 4. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit zeigt 6 auch die Halbleiterelemente 1 und 2 und die Metallkomponenten 31 und 32. 7 ist eine Draufsicht der Verdrahtungsschicht 411. 8 ist eine Draufsicht der Verdrahtungsschicht 412. 9 ist eine Draufsicht der Verdrahtungsschicht 413. In den 7 bis 9 sind die Einführungselemente („insertion members“) 44A und 44B weggelassen.
  • Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ist die Verdrahtungsschicht 411 die äußerste Schicht des leitfähigen Substrats 4 in der z2-Richtung. Die Verdrahtungsschicht 413 ist die äußerste Schicht des leitfähigen Substrats 4 in der z1-Richtung. Die Verdrahtungsschicht 412 ist in der z-Richtung zwischen der Verdrahtungsschicht 411 und der Verdrahtungsschicht 413 angeordnet. Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ist die isolierende Schicht 421 in der z-Richtung zwischen der Verdrahtungsschicht 411 und der Verdrahtungsschicht 412 angeordnet, um diese zu isolieren. Die isolierende Schicht 422 ist zwischen der Verdrahtungsschicht 412 und der Verdrahtungsschicht 413 angeordnet, um diese zu isolieren. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Verdrahtungsschicht 411 einer ersten Verdrahtungsschicht entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist, die Verdrahtungsschicht 412 kann einer zweiten Verdrahtungsschicht entsprechen und die Verdrahtungsschicht 413 einer dritten Verdrahtungsschicht. Zusätzlich hierzu kann die isolierende Schicht 421 einer ersten isolierenden Schicht entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist, und die isolierende Schicht 422 einer zweiten isolierenden Schicht.
  • Wie es in 7 gezeigt ist, beinhaltet die Verdrahtungsschicht 411 eine Vielzahl von Leiterteilen („conductor parts“) 41A bis 41L und einen isolierenden Teil 41X. Die Leiterteile 41A bis 41L sind voneinander beabstandet und durch den isolierenden Teil 41X isoliert. Jedes der Leiterteile 41A bis 41L hat im Wesentlichen die gleiche Abmessung und Position in der z-Richtung hat wie der isolierende Teil 41X. Es ist anzumerken, dass die Verdrahtungsschicht 411 ohne den isolierenden Teil 41X ausgebildet sein kann. Nichtsdestotrotz ist das Vorsehen des isolierenden Teils 41X bevorzugt, um ein zufälliges bzw. unfreiwilliges Kurzschließen der Leiterteile 41A und 41L zu verhindern.
  • Wie es in 8 gezeigt ist, weist die Verdrahtungsschicht 412 eine Vielzahl von Leiterteilen 41M bis 41P und einen isolierenden Teil 41Y auf. Die Leiterteile 41M bis 41P sind voneinander beabstandet und durch den isolierenden Teil 41Y isoliert. Jedes der Leiterteile 41M bis 41P hat im Wesentlichen die gleiche Abmessung und Position in der z-Richtung wie der isolierende Teil 41Y. Es ist anzumerken, dass die Verdrahtungsschicht 412 ohne den isolierenden Teil 41Y ausgebildet sein kann. Nichtsdestotrotz ist das Bereitstellen des isolierenden Teils 41Y bevorzugt, um ein zufälliges Kurzschließen der Leiterteile 41M und 41P zu verhindern.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, weist die Verdrahtungsschicht 413 eine Vielzahl von Leiterteilen 41Q bis 41W und einen isolierenden Teil 41Z auf. Die Leiterteile 41Q bis 41W sind voneinander beabstandet und durch den isolierenden Teil 41Z isoliert. Jedes der Leiterteile 41Q bis 41W hat im Wesentlichen die gleiche Abmessung und Position in der z-Richtung wie der isolierende Teil 41Z. Es ist anzumerken, dass die Verdrahtungsschicht 413 ohne den isolierenden Teil 41Z ausgebildet sein kann. Nichtsdestotrotz ist das Bereitstellen des isolierenden Teils 41Z bevorzugt, um ein zufälliges Kurzschließen der Leiterteile 41Q und 41W zu verhindern.
  • Die Leiterteile 41A bis 41W können bspw. Metallplatten sein, die Kupfer (Cu) enthalten (dicke Kupferplatten). Die isolierenden Teile 41X bis 41Z und die isolierenden Schichten 421 und 422 können bspw. aus Prepreg hergestellt sein. Sämtliche Leiterteile 41A bis 41W haben in der z-Richtung im Wesentlichen die gleiche Abmessung („dimension“). Die Leiterteile 41A bis 41W können in der z-Richtung eine größere Dicke haben als 125 µm (was eine typische Dicke eines Verdrahtungsmusters in einer gedruckten Leiterplatte ist (Cu-Dicke)). Vorzugsweise sind die Leiterteile 41A bis 41W in der z-Richtung dicker als die Halbleiterelemente 1 und 2 und auch dicker als die isolierenden Schichten 421 und 422. Mit anderen Worten ist jede der Verdrahtungsschichten 411, 412 und 413 in der z-Richtung dicker als die Halbleiterelemente 1 und 2 und auch dicker als die isolierenden Schichten 421 und 422. Es ist jedoch anzumerken, dass die Leiterteile 41A bis 41W in der z-Richtung dünner sein können als die isolierenden Schichten 421 und 422.
  • Die Struktur des leitfähigen Substrats 4 ist nicht auf das in den 6 bis 9 gezeigte Beispiel beschränkt. Die leitfähigen Teile 41A bis 41W können bspw. hinsichtlich der Formen, Abmessungen und Anordnungen modifiziert werden, und zwar in Abhängigkeit von den Spezifikationen des Halbleiterbauteils A1.
  • Wie es in den 1 bis 5 gezeigt ist, beinhaltet das leitfähige Substrat 4 drei Leistungs-Terminal-Sektionen 401, 402 und 403. Die Leistungs-Terminal-Sektionen 401, 402 und 403 sind Abschnitte, die gegenüber dem Harzgehäuse 7 freigelegt sind, und dienen als externe Terminals des Halbleiterbauteils A1. In der Draufsicht, wie es in 3 gezeigt ist, stehen die zwei Leistungs-Terminal-Sektionen 401 und 402 in der x2-Richtung gegenüber dem Harzgehäuse 7 vor, und die Leistungs-Terminal-Sektion 403 steht gegenüber dem Harzgehäuse 7 in der xl-Richtung vor. Die zwei Leistungs-Terminal-Sektionen 401 und 402 liegen der Leistungs-Terminal-Sektion 403 über das Harzgehäuse 7 hinweg in der x-Richtung gegenüber.
  • Wie es in 7 gezeigt ist, ist die Leistungs-Terminal-Sektion 401 ein Abschnitt des Leiterteils 41A (der Verdrahtungsschicht 411). Der Abschnitt des Leiterteils 41A, der die Leistungs-Terminal-Sektion 401 bildet, steht in der x2-Richtung gegenüber dem Harzgehäuse 7 vor. Wie es in 8 gezeigt ist, ist die Leistungs-Terminal-Sektion 402 ein Abschnitt des Leiterteils 41M (der Verdrahtungsschicht 412). Der Abschnitt des Leiterteils 41M, der die Leistungs-Terminal-Sektion 402 bildet, steht in der x2-Richtung gegenüber dem Harzgehäuse 7 vor. Wie es in 7 gezeigt ist, ist die Leistungs-Terminal-Sektion 403 ein Abschnitt des Leiterteils 41B (der Verdrahtungsschicht 411). Der Abschnitt des Leiterteils 41B, der die Leistungs-Terminal-Sektion 403 bildet, steht in der xl-Richtung gegenüber dem Harzgehäuse 7 vor. Die zwei Leistungs-Terminal-Sektionen 401 und 402 überlappen einander in der Draufsicht.
  • Wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, ist die isolierende Schicht 421 in der z-Richtung zwischen der Leistungs-Terminal-Sektion 401 und der Leistungs-Terminal-Sektion 402 angeordnet. Die Leistungs-Terminal-Sektion 401 ist zu der Außenseite des Halbleiterbauteils A1 an der Oberfläche freigelegt, die in die z2-Richtung weist, und steht an der Oberfläche, die in die z1-Richtung weist, in Kontakt mit der isolierenden Schicht 421. Die Leistungs-Terminal-Sektion 402 steht an der Oberfläche, die in die z2-Richtung weist, in Kontakt mit der isolierenden Schicht 421, und ist an Oberfläche, die in die z1-Richtung weist, zu der Außenseite des Halbleiterbauteils A1 hin freigelegt.
  • Eine Gleichstrom-Leistungsquelle kann zwischen den zwei Leistungs-Terminal-Sektionen 401 und 402 angeschlossen werden, und zwar zum Zuführen einer Quellenspannung bzw. Source-Spannung („source voltage“) (Gleichstrom-Spannung). Die Leistungs-Terminal-Sektion 401 funktioniert als ein P-Terminal, das mit dem positiven Terminal der Gleichstrom-Leistungsquelle verbunden ist, und die Leistungs-Terminal-Sektion 402 funktioniert als ein N-Terminal, das mit dem negativen Terminal der Gleichstrom-Leistungsquelle verbunden ist. Die Gleichstrom-Spannung, die an die zwei Leistungs-Terminal-Sektionen 401 und 402 angelegt wird, wird durch Schaltvorgänge der Halbleiterelemente 1 und 2 in eine Wechselstrom-Spannung umgewandelt. Die resultierende Wechselstrom-Spannung wird an die Leistungs-Terminal-Sektion 403 angelegt. Die Leistungs-Terminal-Sektion 403 dient als ein Ausgangs-Terminal (OUT-Terminal) zum Ausgeben der konvertierten bzw. gewandelten Wechselstrom-Spannung. Die Leistungs-Terminal-Sektion 401, die Leistungs-Terminal-Sektion 402 und die Leistungs-Terminal-Sektion 403 können einer ersten Leistungs-Terminal-Sektion, einer zweiten Leistungs-Terminal-Sektion bzw. einer dritten Leistungs-Terminal-Sektion entsprechen, die in den Ansprüchen genannt sind.
  • Wie es in den 6 bis 9 gezeigt ist, hat das leitfähige Substrat 4 eine Vielzahl von Durchgangslöchern 43A bis 43L. Die Durchgangslöcher 43A bis 43L sind in der Dickenrichtung des leitfähigen Substrats 4 (z-Richtung) durch das leitfähige Substrat 4 hindurch gebildet. Mit anderen Worten erstrecken sich die Durchgangslöcher 43A bis 43L in der z-Richtung durch die Verdrahtungsschichten 411, 412 und 413 und durch die isolierenden Schichten 421 und 422 hindurch. Wie es in den 6 bis 9 gezeigt ist, beinhaltet das leitfähige Substrat 4 auch eine Vielzahl von Einführungselementen („insertion members“) 44A und 44B und eine Vielzahl von Durchgangsloch-Durchkontaktierungen („conductive through-hole vias“) 45A bis 45H.
  • Die Durchgangslöcher 43A erstrecken sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 41A der Verdrahtungsschicht 411, den Leiterteil 41M der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41Q der Verdrahtungsschicht 413. Jedes Durchgangsloch 43A hat eine darin eingeführte Metallkomponente 31. Die Metallkomponente 31 wird durch das Durchgangsloch 43A hindurch eingeführt (eingesetzt), und zwar bspw. durch Einpressen („press fitting“). In der vorliegenden Ausführungsform kann das Durchgangsloch 43A einem ersten Durchgangsloch entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in den 6 bis 9 gezeigt ist, kann jedes Durchgangsloch 43A in der Draufsichtgenerell kreisförmig sein. Wie es in den 6 bis 9 gezeigt ist, hat jedes Durchgangsloch 43A eine Vielzahl von Ausnehmungen, die in der inneren Oberfläche gebildet sind. In der vorliegenden Ausführungsform definiert jedes Durchgangsloch 43A, mit der Ausnahme der Ausnehmungen, eine generelle Kreisform mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich ist oder größer ist als der Durchmesser der Kreisform, die durch die Metallkomponente 31 definiert ist, mit der Ausnahme der Ausnehmungen. In der Draufsicht ist jedes Durchgangsloch 43A größer als das entsprechende Halbleiterelement 1 und überlappt mit dem gesamten Halbleiterelement 1.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, sind dann, wenn jede Metallkomponente 31 durch das entsprechende Durchgangsloch 43A hindurch eingeführt ist, eine Vielzahl von Außer-Kontakt-Räumen bzw. Nicht-Kontakt-Räumen („out-of-contact spaces“) 491 zwischen der inneren Oberfläche des Durchgangsloches 43A und der Seitenfläche der Metallkomponente 31 gebildet, und zwar durch die jeweiligen Ausnehmungen. In dem in 3 gezeigten Beispiel hat jeder Außer-Kontakt-Raum 491 eine Rohrform mit einem kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu der z-Richtung. Jeder Außer-Kontakt-Raum 491 ist bspw. mit Lötmittel gefüllt. Das Bereitstellen der Außer-Kontakt-Räume 491, die mit Lötmittel gefüllt sind, kann die Bond-Festigkeit zwischen dem leitfähigen Substrat 4 und den Metallkomponenten 31 steigern und die Metallkomponenten 31 und die Verdrahtungsschichten 411 bis 413 elektrisch verbinden. Idealerweise ist mit der Ausnahme an den Ausnehmungen kein Spalt bzw. kein Lücke gebildet, da die Metallkomponenten 31 und die Durchgangslöcher 43A so konstruiert sind, dass sie in der Draufsicht den gleichen Durchmesser habe. In der Praxis können jedoch kleine Spalten bzw. Lücken gebildet sein, und zwar aufgrund eines Herstellungsfehlers. Zusätzlich hierzu können die Durchgangslöcher 43A zum Zwecke des leichten Einführens der Metallkomponenten 31 so konstruiert sein, dass sie in der Draufsicht einen größeren Durchmesser haben als der Durchmesser der Metallkomponenten 31 in der Draufsicht. Diese Struktur führt auch zur Ausbildung von kleinen Spalten bzw. Lücken. In jedem Fall können derartige Spalte die Bond-Festigkeit reduzieren und Leitungsfehler hervorrufen. Dies wird jedoch durch das Bereitstellen der Außer-Kontakt-Räume 491 und das Füllen der Außer-Kontakt-Räume 491 mit Lötmittel gelöst bzw. adressiert. Zum Zeitpunkt des Füllens der Außer-Kontakt-Räumen 491 mit Lötmittel, fließt das Lötmittel auch in die Spalten. Im Ergebnis werden die Spalten mit Lötmittel gefüllt, was eine Reduktion der Bond-Festigkeit und Leitungsfehler zwischen den Metallkomponenten 31 und den Verdrahtungsschichten 411 bis 413 (dem leitfähige Substrat 4) verhindert.
  • Die Durchgangslöcher 43B erstrecken sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 41B der Verdrahtungsschicht 411, den Leiterteil 41N der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41R der Verdrahtungsschicht 413. Jedes Durchgangsloch 43B hat eine darin eingeführte Metallkomponente 32. Die Metallkomponente 32 wird durch das Durchgangsloch 43B hindurch eingeführt (eingesetzt), und zwar bspw. durch Einpressen. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Durchgangsloch 43B einem zweiten Durchgangsloch entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist.
  • Wie es in den 6 bis 9 gezeigt ist, kann jedes Durchgangsloch 43B in der Draufsicht generell kreisförmig sein. Wie es in den 6 bis 9 gezeigt ist, hat jedes Durchgangsloch 43B eine Vielzahl von Ausnehmungen, die in der inneren Oberfläche hiervon gebildet sind. In der vorliegenden Ausführungsform definiert jedes Durchgangsloch 43B, mit der Ausnahme an den Ausnehmungen, eine generelle Kreisform mit einem Durchmesser, der im Wesentlichen gleich ist oder größer ist als der Durchmesser der Kreisform, die durch die Metallkomponente 32 definiert ist, mit der Ausnahme an den Ausnehmungen. In der Draufsicht ist jedes Durchgangsloch 43B größer als das entsprechende Halbleiterelement 2 und überlappt mit dem gesamten Halbleiterelement 2.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, sind dann, wenn jede Metallkomponente 32 durch das entsprechende Durchgangsloch 43B eingeführt ist, eine Vielzahl von Außer-Kontakt-Räumen 492 zwischen der inneren Oberfläche des Durchgangsloches 43B und der Seitenfläche der Metallkomponente 32 gebildet, und zwar durch die jeweiligen Ausnehmungen. In dem in 3 gezeigten Beispiel, hat jeder Außer-Kontakt-Raum 492 eine Rohrform mit einem kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu der z-Richtung. Jeder Außer-Kontakt-Raum 492 ist bspw. mit Lötmittel gefüllt. Ähnlich zu den Außer-Kontakt-Räumen 491 kann das Bereitstellen der Außer-Kontakt-Räume 492, die mit Lötmittel gefüllt sind, die Bond-Festigkeit zwischen dem leitfähigen Substrat 4 und den Metallkomponenten 32 steigern und die Metallkomponenten 32 und die Verdrahtungsschichten 411 bis 413 elektrisch verbinden.
  • Die Durchgangslöcher 43C erstrecken sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 41C der Verdrahtungsschicht 411, die Leiterteile 41P der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41R der Verdrahtungsschicht 413.
  • Die Durchgangslöcher 43D erstrecken sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 41D der Verdrahtungsschicht 411, den Leiterteil 41M der Verdrahtungsschicht 412 und die Leiterteile 41W der Verdrahtungsschicht 413.
  • Die Durchgangslöcher 43E erstrecken sich in der z-Richtung durch die Leiterteile 41E der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41S der Verdrahtungsschicht 413.
  • Die Durchgangslöcher 43F erstrecken sich in der z-Richtung durch die Leiterteile 41F der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41T der Verdrahtungsschicht 413.
  • Die Durchgangslöcher 43G erstrecken sich in der z-Richtung durch die Leiterteile 41G der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41U der Verdrahtungsschicht 413.
  • Die Durchgangslöcher 43H erstrecken sich in der z-Richtung durch die Leiterteile 41H der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41V der Verdrahtungsschicht 413.
  • Das Durchgangsloch 431 erstreckt sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 411 der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41S der Verdrahtungsschicht 413.
  • Das Durchgangsloch 43J erstreckt sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 41J der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41T der Verdrahtungsschicht 413.
  • Das Durchgangsloch 43K erstreckt sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 41K der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41U der Verdrahtungsschicht 413.
  • Das Durchgangsloch 43L erstreckt sich in der z-Richtung durch den Leiterteil 41L der Verdrahtungsschicht 411, den isolierenden Teil 41Y der Verdrahtungsschicht 412 und den Leiterteil 41U der Verdrahtungsschicht 413.
  • Wie es in den 7 bis 9 gezeigt ist, ist der Bereich bzw. der Flächeninhalt von jedem der Durchgangslöcher 43A und 43B in der Draufsicht des leitfähigen Substrats 4 größer als der Bereich bzw. Flächeninhalt von jedem der Durchgangslöcher 43C und 43D. Auch ist der Flächeninhalt von jedem der Durchgangslöcher 43C und 43D größer in der Draufsicht als der Flächeninhalt von jedem der Durchgangslöcher 43E bis 43L.
  • Die Einführungselemente 44A und 44B sind aus einem leitfähigen Material hergestellt, bei dem es sich bspw. um Cu oder eine Cu-Legierung handelt. Die Einführungselemente 44A und 44B sind leitfähige Elemente, die jeweils in der Form einer Säule ausgebildet sind. In der vorliegenden Ausführungsform haben die Einführungselemente 44A und 44B einen generell kreisförmigen Querschnitt in einer Richtung senkrecht zu der z-Richtung. Kurz gesagt ist jedes der Einführungselemente 44A und 44B in der Form eines kreisförmigen Zylinders bzw. Kreiszylinders ausgebildet. Es ist jedoch anzumerken, dass die Querschnittsform nicht auf eine generelle Kreisform beschränkt ist und generell oval oder polygonal sein kann. In der Draufsicht, wie es in den 3 und 6 gezeigt ist, hat jedes der Einführungselemente 44A und 44B eine Vielzahl von Ausnehmungen in dem Umfangsrand. In der Draufsicht ist der Flächeninhalt von jedem Einführungselement 44A kleiner als der Flächeninhalt von jeder der Metallkomponenten 31 und 32 und dennoch größer als der Flächeninhalt von jeder der Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A bis 45H.
  • Jedes Durchgangsloch 43C hat ein darin eingeführtes Einführungselement 44A. Das Einführungselement 44A ist durch das Durchgangsloch 43C hindurch eingeführt (eingesetzt), und zwar bspw. durch Einpressen. Die Einführungselemente 44A verbinden den Leiterteil 41C (die Verdrahtungsschicht 411), die Leiterteile 41P (die Verdrahtungsschicht 412) und den Leiterteil 41R (die Verdrahtungsschicht 413) elektrisch miteinander.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, sind dann, wenn jedes Einführungselement 44A durch das entsprechende Durchgangsloch 43C hindurch eingeführt ist, eine Vielzahl von Außer-Kontakt-Räumen 493 zwischen der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 43C und der Seitenfläche des Einführungselementes 44A gebildet, und zwar durch die jeweiligen Ausnehmungen. In dem in 3 gezeigten Beispiel liegt jeder Außer-Kontakt-Raum 493 in einer Rohrform vor, mit einem kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu der z-Richtung. Jeder Außer-Kontakt-Raum 493 ist bspw. mit Lötmittel gefüllt. Ähnlich zu den Außer-Kontakt-Räumen 491 und 492 kann das Bereitstellen der Außer-Kontakt-Räume 493, die mit Lötmittel gefüllt sind, die Bond-Festigkeit zwischen dem leitfähigen Substrat 4 und den Einführungselementen 44A steigern und die Einführungselemente 44A und die Verdrahtungsschichten 411 bis 413 elektrisch verbinden.
  • Jedes Durchgangsloch 43D weist ein Einführungselement 44B auf, das darin eingeführt ist. Das Einführungselement 44B ist durch das Durchgangsloch 43D bspw. durch Einpressen eingesetzt (darin eingefügt bzw. eingepasst). Die Einführungselemente 44B verbinden den Leiterteil 41D (die Verdrahtungsschicht 411), den Leiterteil 41M (die Verdrahtungsschicht 412) und die Leiterteile 41W (die Verdrahtungsschicht 413) elektrisch miteinander.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, sind dann, wenn jedes Einführungselement 44B durch das entsprechende Durchgangsloch 43D hindurch eingeführt ist, eine Vielzahl von Außer-Kontakt-Räumen 494 zwischen der inneren Oberfläche des Durchgangslochs 43D und der Seitenfläche des Einführungselementes 44B gebildet, und zwar durch die jeweiligen Ausnehmungen. In dem in 3 gezeigten Beispiel liegt jeder Außer-Kontakt-Raum 494 in einer Rohrform vor, und zwar mit einem kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu der z-Richtung. Jeder Außer-Kontakt-Raum 494 ist bspw. mit Lötmittel gefüllt. Ähnlich zu den Außer-Kontakt-Räumen 491, 492 und 493, kann das Bereitstellen der mit Lötmittel gefüllten Außer-Kontakt-Räume 494 die Bond-Festigkeit zwischen dem leitfähigen Substrat 4 und den Einführungselementen 44B erhöhen und die Einführungselemente 44B und die Verdrahtungsschichten 411 bis 413 elektrisch verbinden.
  • Die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A bis 45L sind aus einem leitfähigen Material hergestellt, bei dem es sich bspw. um Cu oder eine Cu-Legierung handelt. In der Draufsicht ist der Flächeninhalt von jeder der Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A bis 45L kleiner als der Flächeninhalt von jedem der Einführungselemente 44A und 44B.
  • Jede Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45A füllt ein Durchgangsloch 43E. Anstelle des Füllens eines Durchgangsloches 43E kann eine Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45A durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche eines Durchgangslochs 43E bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A verbinden die Leiterteile 41E (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41S (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Jede Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45B füllt ein Durchgangsloch 43F. Anstelle des Füllens eines Durchgangsloches 43F kann eine Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45B durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche des Durchgangslochs 43F bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45B verbinden die Leiterteile 41F (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41T (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Jede Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45C füllt ein Durchgangsloch 43G. Anstelle des Füllens eines Durchgangsloches 43G kann eine Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45C durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche des Durchgangslochs 43G bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45C verbinden die Leiterteile 41G (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41U (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Jede Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45D füllt ein Durchgangsloch 43H. Anstelle des Füllens eines Durchgangsloches 43H kann eine Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45D durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche des Durchgangslochs 43H bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45D verbinden die Leiterteile 41H (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41V (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45E füllt das Durchgangsloch 43I. Anstelle des Füllens des Durchgangslochs 431 kann die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45E durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche des Durchgangslochs 431 bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45E verbindet den Leiterteil 411 (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41S (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45F füllt das Durchgangsloch 43J. Anstelle des Füllens des Durchgangslochs 43J kann die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45F durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche des Durchgangslochs 43J bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45F verbindet den Leiterteil 41J (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41T (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45G füllt das Durchgangsloch 43K. Anstelle des Füllens des Durchgangslochs 43K kann die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45G durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche des Durchgangslochs 43K bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45G verbindet den Leiterteil 41K (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41U (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45H füllt das Durchgangsloch 43L. Anstelle des Füllens des Durchgangslochs 43L kann die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45H durch ein rohrförmiges Element gebildet sein, das die innere Oberfläche des Durchgangslochs 43L bedeckt. Die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45H verbindet den Leiterteil 41L (die Verdrahtungsschicht 411) elektrisch mit dem Leiterteil 41V (die Verdrahtungsschicht 413).
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, sind das Paar von Signal-Terminals 51A und 51B in der y-Richtung benachbart angeordnet zu dem leitfähigen Substrat 4. Das Signal-Terminal 51A empfängt ein Ansteuerungssignal zum Ansteuern (Ein- und Ausschalten) der Halbleiterelemente 1. Das Signal-Terminal 51A bzw. 51B empfängt ein Ansteuerungssignal zum Ansteuern (Ein- und Ausschalten) der Halbleiterelemente 2.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, beinhaltet jedes der Signal-Terminals 51A und 51B eine Pad-Sektion 511 und eine Terminal-Sektion 512. Die Pad-Sektionen 511 der Signal-Terminals 51A und 51B sind durch das Harzgehäuse 7 bedeckt. Die Signal-Terminals 51A und 51B werden folglich durch das Harzgehäuse 7 gelagert bzw. abgestützt. Die Pad-Sektionen 511 können eine mit Ag plattierte Oberfläche haben. Jede Terminal-Sektion 512 ist mit der Pad-Sektion 511 verbunden und ist gegenüber dem Harzgehäuse 7 freigelegt. Die Terminal-Sektion 512 hat bei einer Betrachtung in der x-Richtung eine L-Form.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, sind die Erfassungs-Terminals 52A und 52B jeweils in der x-Richtung benachbart angeordnet zu den Signal-Terminals 51A und 51B. Das Erfassungs-Terminal 52A wird dazu verwendet, um eine Spannung zu detektieren, die an die Source-Elektroden 12 der Halbleiterelemente 1 angelegt ist (Spannung entsprechend dem Source-Strom). Das Erfassungs-Terminal 52B wird dazu verwendet, um eine Spannung zu detektieren, die an die Source-Elektroden 22 der Halbleiterelemente 2 angelegt ist (Spannung entsprechend dem Source-Strom).
  • Wie es in 3 gezeigt ist, beinhaltet jedes der Erfassungs-Terminals 52A und 52B eine Pad-Sektion 521 und eine Terminal-Sektion 522. Die Pad-Sektionen 521 der Erfassungs-Terminals 52A und 52B sind durch das Harzgehäuse 7 bedeckt. Die Erfassungs-Terminals 52A und 52B werden folglich durch das Harzgehäuse 7 gelagert. Die Pad-Sektionen 521 können eine mit Ag plattierte Oberfläche haben. Jede Terminal-Sektion 522 ist mit der Pad-Sektion 521 verbunden und ist gegenüber dem Harzgehäuse 7 freigelegt. Die Terminal-Sektion 522 hat bei einer Betrachtung in der x-Richtung eine L-Form.
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, sind die Dummy-Terminals 53 in der x-Richtung nahe den Signal-Terminals 51A und 51B und den Erfassungs-Terminals 52A und 52B angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind sechs Dummy-Terminals 53 vorgesehen. Wie es in den 1 bis 5 gezeigt ist, sind die sechs Dummy-Terminals 53 zwischen dem Signal-Terminal 51A und dem Signal-Terminal 51B und somit zwischen dem Erfassungs-Terminal 52A und dem Erfassungs-Terminal 52B angeordnet. Drei der Dummy-Terminals 53 sind in der x-Richtung hin zu einer der x-Richtungen (x2-Richtung) versetzt, und zwar ausgehend von der Mitte des Harzgehäuses 7. Die anderen drei Dummy-Terminals 53 sind gegenüber der Mitte des Harzgehäuses 7 in der x-Richtung hin zu der anderen x-Richtung (x1-Richtung) versetzt. Es ist anzumerken, dass die Anzahl und die Anordnung der Dummy-Terminals 53 nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist. In einem alternativen Beispiel können die Dummy-Terminals 53 weggelassen werden.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, weist jedes Dummy-Terminal 53 eine Pad-Sektion 531 und eine Terminal-Sektion 532 auf. Die Pad-Sektionen 531 der Dummy-Terminals 53 sind durch das Harzgehäuse 7 bedeckt. Die Dummy-Terminals 53 sind somit durch das Harzgehäuse 7 gelagert. Die Pad-Sektionen 531 können eine mit Ag plattierte Oberfläche haben. Die Terminal-Sektion 532 ist mit der Pad-Sektion 531 verbunden und ist gegenüber dem Harzgehäuse 7 freigelegt. Die Terminal-Sektion 532 hat bei einer Betrachtung in der x-Richtung eine L-Form. Die Form der Terminal-Sektionen 532 ist identisch zu der Form der Terminal-Sektionen 512 des Paars von Signal-Terminals 51A und 51B und auch zu der Form der Terminal-Sektionen 522 des Paars von Erfassungs-Terminals 52A und 52B.
  • Die Verbindungselemente 6A bis 6J verbinden jeweils zwei Komponenten miteinander, die voneinander beabstandet sind. Die Verbindungselemente 6A bis 6J sind Bond-Drähte. Die Verbindungselemente 6A bis 6J aus einem beliebigen Metall hergestellt sein, das bspw. Cu, Au oder AI enthält. Alternativ zu den Bond-Drähten können die Verbindungselemente 6A bis 6J Bänder oder Anschlussplatten („ribbons“ oder „lead plates“) sein, und zwar in Abhängigkeit von den Spezifikationen des Halbleiterbauteils A1.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, verbindet jedes Verbindungselement 6A die Source-Elektrode 12 eines Halbleiterelementes 1 mit dem Leiterteil 41C, um eine elektrische Kommunikation bzw. Verbindung dazwischen bereitzustellen. Jedes Verbindungselement 6B verbindet die Source-Elektrode 22 eines Halbleiterelementes 2 mit dem Leiterteil 41D und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6C verbindet die Gate-Elektrode 13 eines Halbleiterelementes 1 mit einem Leiterteil 41E und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6D verbindet die Gate-Elektrode 23 eines Halbleiterelementes 2 mit einem Leiterteil 41G und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6E verbindet die Source-Elektrode 12 eines Halbleiterelementes 1 mit einem Leiterteil 41F und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6F verbindet die Source-Elektrode 22 eines Halbleiterelementes 2 mit einem Leiterteil 41H und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, verbindet das Verbindungselement 6G verbindet die Pad-Sektion 511 des Signal-Terminals 51A mit dem Leiterteil 411 und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Das Verbindungselement 6H verbindet die Pad-Sektion 521 des Erfassungs-Terminals 52A mit dem Leiterteil 41J und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Das Verbindungselement 61 verbindet die Pad-Sektion 511 des Signal-Terminals 51B mit dem Leiterteil 41K und stellt eine elektrische Verbindung dazwischen bereit. Das Verbindungselement 6J verbindet die Pad-Sektion 521 des Erfassungs-Terminals 52B mit dem Leiterteil 41L und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit.
  • Die Elektroden von jedem der Halbleiterelemente 1 und 2 (die Drain-Elektroden 11 und 21, die Source-Elektroden 12 und 22 und die Gate-Elektroden 13 und 23) sind elektrisch mit den externen Terminals des Halbleiterbauteils A1 (den Leistungs-Terminal-Sektionen 401, 402 und 403, den Signal-Terminals 51A und 51B und den Erfassungs-Terminals 52A und 52B) verbunden, und zwar durch die folgenden Komponenten.
  • Die Leistungs-Terminal-Sektion 401 ist elektrisch mit den Drain-Elektroden 11 der Halbleiterelemente 1 über den Leiterteil 41A und die Metallkomponenten 31 verbunden. Die Leistungs-Terminal-Sektion 402 ist elektrisch mit den Source-Elektroden 22 der Halbleiterelemente 2 über den Leiterteil 41M, die Einführungselemente 44B, den Leiterteil 41D und die Verbindungselemente 6B verbunden. Die Leistungs-Terminal-Sektion 403 ist elektrisch mit den Source-Elektroden 12 der Halbleiterelemente 1 über den Leiterteil 41B, die Metallkomponenten 32, den Leiterteil 41R, die Einführungselemente 44A, die Leiterteile 41C und die Verbindungselemente 6A verbunden, und auch mit den Drain-Elektroden 21 der Halbleiterelemente 2 über den Leiterteil 41B und die Metallkomponenten 32.
  • Das Signal-Terminal 51A ist elektrisch mit den Gate-Elektroden 13 der Halbleiterelemente 1 über das Verbindungselement 6G, den Leiterteil 411, die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45E, den Leiterteil 41S, die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A, die Leiterteile 41E und die Verbindungselemente 6C verbunden. Das Erfassungs-Terminal 52A ist elektrisch mit den Source-Elektroden 12 der Halbleiterelemente 1 über das Verbindungselement 6H, den Leiterteil 41J, die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45F, den Leiterteil 41T, die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45B, die Leiterteile 41F und die Verbindungselemente 6E verbunden. Das Signal-Terminal 51B ist elektrisch mit den Gate-Elektroden 23 der Halbleiterelemente 2 über das Verbindungselement 61, den Leiterteil 41K, die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45G, den Leiterteil 41U, die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45C, die Leiterteile 41G und die Verbindungselemente 6D verbunden. Das Erfassungs-Terminal 52B ist elektrisch mit den Source-Elektroden 22 der Halbleiterelemente 2 über das Verbindungselement 6J, den Leiterteil 41L, die Durchgangsloch-Durchkontaktierung 45H, den Leiterteil 41V, die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45D, die Leiterteile 41H und die Verbindungselemente 6F verbunden.
  • Wie es in den 3 bis 5 gezeigt ist, bedeckt das Harzgehäuse 7 die Halbleiterelemente 1 und 2, die Metallkomponenten 31 und 32, einen Teil des isolierenden Substrats 33, einen Teil des leitfähigen Substrats 4, einen Teil von jedem der Signal-Terminals 51A und 51B, einen Teil von jedem der Erfassungs-Terminals 52A und 52B, einen Teil von jedem der Dummy-Terminals 53 und die Verbindungselemente 6A bis 6J. Das Harzgehäuse 7 kann bspw. aus einem Epoxidharz hergestellt sein, bei dem es sich um ein isolierendes Material handelt. Die Form des Harzgehäuses 7 ist nicht auf das Beispiel eingeschränkt, das in den 1 und 3 bis 5 gezeigt ist, und kann in Abhängigkeit von den Spezifikationen des Halbleiterbauteils A1 modifiziert werden. Wie es in den 3 bis 5 gezeigt ist, hat das Harzgehäuse 7 eine Harzvorderfläche 71, eine Harzrückfläche 72 und eine Vielzahl von Harzseitenflächen 731 bis 734.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, sind die Harzvorderfläche 71 und die Harzrückfläche 72 in der z-Richtung voneinander beabstandet, wobei die Harzvorderfläche 71 in die z2-Richtung weist und wobei die Harzrückfläche 72 in die z1-Richtung weist. Wie es in 4 gezeigt ist, hat die Harzrückfläche 72 die Form eines Rahmens, der die Substratrückfläche 33b des isolierenden Substrats 33 umschließt bzw. umgibt. Die Substratrückfläche 33b des isolierenden Substrats 33 ist gegenüber der Harzrückfläche 72 freigelegt. Jede der Harzseitenflächen 731 bis 734 ist zwischen der Harzvorderfläche 71 und der Harzrückfläche 72 in der z-Richtung angeordnet und verbindet die beiden Flächen. Die Harzseitenflächen 731 und 732 sind in der x-Richtung voneinander beabstandet, wobei die Harzseitenfläche 731 in die xl-Richtung weist und wobei die Harzseitenfläche 732 in die x2-Richtung weist. Die Harzseitenflächen 733 und 734 sind in der y-Richtung voneinander beabstandet, wobei die Harzseitenfläche 733 in die y1-Richtung weist, und wobei die Harzseitenfläche 734 in die y2-Richtung weist. Bei der vorliegenden Ausführungsform stehen die Signal-Terminals 51A und 51B, die Erfassungs-Terminals 52A und 52B und die Dummy-Terminals 53 gegenüber der Harzseitenfläche 734 vor.
  • Wie es in den 1, 4 und 5 gezeigt ist, hat das Harzgehäuse 7 eine Vielzahl von Ausnehmungen 75, die jeweils gegenüber der Harzrückfläche 72 in der z-Richtung ausgenommen bzw. zurückversetzt sind. Es ist jedoch anzumerken, dass das Harzgehäuse 7 ohne die Ausnehmungen 75 vorgesehen sein kann. Jede Ausnehmung 75 erstreckt sich in der y-Richtung quer über die Harzrückfläche 72, und zwar ausgehend von dem Rand in der y1-Rchtung hin zu dem Rand in der y2-Richtung. In einem Beispiel können die Ausnehmungen 75 in der Draufsicht entlang jeder Seite der Substratrückfläche 33b des isolierenden Substrats 33 angeordnet sein, derart, dass drei Ausnehmungen auf einer Seite in der x-Richtung angeordnet sind und die anderen drei auf der anderen Seite in der x-Richtung angeordnet sind.
  • Das Halbleiterbauteil A1 erzielt die folgenden Vorteile.
  • Das Halbleiterbauteil A1 beinhaltet das leitfähige Substrat 4, das gebildet ist durch Laminieren der Verdrahtungsschicht 411, der Verdrahtungsschicht 412 und der isolierenden Schicht 421. Die Verdrahtungsschicht 411 beinhaltet die Leistungs-Terminal-Sektion 401, und die Verdrahtungsschicht 412 beinhaltet die Leistungs-Terminal-Sektion 402. Die Leistungs-Terminal-Sektion 401, die Leistungs-Terminal-Sektion 402 und die isolierende Schicht 421 überlappen einander in der Draufsicht. Bei dieser Konfiguration sind die Leistungs-Terminal-Sektion 401 und die Leistungs-Terminal-Sektion 402, an die eine Source-Spannung bzw. Quellenspannung angelegt werden kann, in einer laminierten Verdrahtungsstruktur bereitgestellt, derart, dass die Induktanz der Verdrahtung zwischen der Leistungs-Terminal-Sektion 401 und der Leistungs-Terminal-Sektion 402 reduziert werden kann. Dies ist wirksam, um die Induktanz des Halbleiterbauteils A1 zu reduzieren.
  • Das Halbleiterbauteil A1 weist die Metallkomponenten 31 auf, die sich in der z-Richtung durch das leitfähige Substrat 4 erstrecken. Die Halbleiterelemente 1 sind auf den Metallkomponenten 31 montiert. Diese Konfiguration gewährleistet, dass während des Betriebs des Halbleiterbauteils A1 Wärme von den Halbleiterelementen 1 effektiv abgeleitet („dissipated“) wird. Demzufolge gewährleistet das Halbleiterbauteil A1, dass die Zunahme der Übergangstemperatur („junction temperature“) der Halbleiterelemente 1 reduziert ist, wodurch die Halbleiterelemente 1 gegenüber einer thermischen Zerstörung geschützt sind. Das Halbleiterbauteil A1 weist auch die Metallkomponenten 32 auf, die sich durch das leitfähige Substrat 4 in der z-Richtung erstrecken. Die Halbleiterelemente 2 sind auf den Metallkomponenten 32 montiert. Diese Konfiguration gewährleistet, dass während des Betriebs des Halbleiterbauteils A1 Wärme von den Halbleiterelementen 2 wirksam abgeleitet wird. Demzufolge gewährleistet das Halbleiterbauteil A1, dass die Zunahme der Übergangstemperatur der Halbleiterelemente 2 reduziert wird, wodurch die Halbleiterelemente 2 gegenüber einer thermischen Zerstörung geschützt sind.
  • Das Halbleiterbauteil A1 weist die Einführungselemente 44A und 44B auf, die jeweils in der Draufsicht einen größeren Flächeninhalt haben als die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A bis 45H. Diese Konfiguration gewährleistet, dass die Einführungselemente 44A und 44B einen niedrigeren parasitären Widerstand oder parasitäre Induktanz haben als die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A bis 45H. Die Einführungselemente 44A und 44B bilden einen Teil des Strompfades zur Leistungswandlung mittels des Halbleiterbauteils A1, und die Durchgangsloch-Durchkontaktierungen 45A bis 45H bilden einen Teil des Signalpfades für die Leistungswandlung durch das Halbleiterbauteil A1. Dies bedeutet, dass die Einführungselemente 44A und 44B einen relativ hohen Strom führen. Ein Reduzieren des parasitären Widerstands und der parasitären Induktanz der Einführungselemente 44A und 44B ist daher wirksam, um einen Leitungsverlust zu reduzieren. Die oben erwähnten Strompfade können einen Strom führen, der bspw. in einem Bereich von 400 bis 600 Ampere liegt.
  • Das Halbleiterbauteil A1 beinhaltet die Metallkomponenten 31 und 32, die jeweils in der Draufsicht einen größeren Flächeninhalt haben als jedes der Einführungselemente 44A und 44B. Diese Konfiguration gewährleistet, dass die thermische Leitfähigkeit der Metallkomponenten 31 und 32 höher ist als die thermische Leitfähigkeit der Einführungselemente 44A und 44B. Das Halbleiterbauteil A1 ist daher in die Lage versetzt, die thermische Leitfähigkeit der Metallkomponenten 31 und 32 zu verbessern, ohne Kompromiss hinsichtlich der geeigneten Leitfähigkeit einzugehen.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform hat die Verdrahtungsschicht 413 den Leiterteil 41Q. Dieser Leiterteil 41Q kann jedoch weggelassen werden. Der Leiterteil 41Q ist nicht ein Teil des Strompfades für die elektrische Wandlung mittels des Halbleiterbauteils A1, und die Abwesenheit des Leiterteils 41Q beeinträchtigt die elektrische Wandlung des Halbleiterbauteils A1 nicht direkt. Dennoch wird die in dem Halbleiterbauteil A1 erzeugte Wärme (hauptsächlich durch die Halbleiterelemente 1 und 2) die Temperatur des leitfähigen Substrats 4 erhöhen. Ohne den Leiterteil 41Q unterscheidet sich das Verhältnis zwischen dem Leiterflächeninhalt bzw. der Leiterfläche und dem isolierenden Flächeninhalt bzw. der isolierende Fläche stark voneinander, und zwar zwischen den in der x-Richtung gegenüberliegenden Teilen der Verdrahtungsschicht 413. Aufgrund dieser Differenz kann innerhalb der Verdrahtungsschicht 413 zusätzlich aufgrund der Differenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den Leiterteilen und den isolierenden Teilen (einschließlich der isolierenden Schicht) ein Verwerfen bzw. Aufbiegen („warpage“) der Verdrahtungsschicht 413 hervorgerufen werden. Das Bereitstellen des Leiterteils 41Q zu der Verdrahtungsschicht 413 ist wirksam, um ein derartiges Verwerfen bzw. Aufbiegen der Verdrahtungsschicht 413 zu verhindern, da die in der x-Richtung gegenüberliegenden Teile der Verdrahtungsschicht 413 eine kleinere Differenz im Verhältnis zwischen dem Leiterflächeninhalt und dem isolierenden Flächeninhalt haben.
  • Die 10 bis 17 zeigen ein Halbleiterbauteil B1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Halbleiterbauteil B1 weist eine Vielzahl von Halbleiterelementen 1, eine Vielzahl von Halbleiterelementen 2, zwei Metallkomponenten 81 und 82, isolierende Substrate 33, ein leitfähiges Substrat 4, ein Paar von Signal-Terminals 51A und 51B, ein Paar von Erfassungs-Terminals 52A und 52B, eine Vielzahl von Dummy-Terminals 53, eine Vielzahl von Verbindungselementen 6A bis 6J und ein Harzgehäuse 7 auf. Das Halbleiterbauteil B1 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauteil A1 dahingehend, dass es die Metallkomponente 81 und die Metallkomponente 82 anstelle der Metallkomponenten 31 und der Metallkomponenten 32 hat, und unterscheidet sich auch hinsichtlich der Struktur des leitfähigen Substrats 4.
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht des Halbleiterbauteils B1, wobei das Harzgehäuse 7 weggelassen ist. 11 ist eine Draufsicht des Halbleiterbauteils B1, wobei das Harzgehäuse 7 durch Phantomlinien (Strichpunktlinien) angedeutet ist. 12 ist eine Bodenansicht des Halbleiterbauteils B1. 13 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie XIII-XIII in 11. Die 14 bis 17 zeigen die detaillierte Struktur des leitfähigen Substrats 4.
  • Jede der zwei Metallkomponenten 81 und 82 ist ein leitfähiges Element in der Form eines rechteckförmigen Parallelepipeds. Die zwei Metallkomponenten 81 und 82 sind voneinander beabstandet. In der vorliegenden Ausführungsform überlappen die zwei Metallkomponenten 81 und 82 einander bei einer Betrachtung in der x-Richtung, obgleich sie zueinander beabstandet sind. Die Metallkomponenten 81 und 82 können bspw. aus Cu oder einer Legierung von Cu hergestellt sein.
  • Die Halbleiterelemente 1 sind auf der Metallkomponente 81 montiert, derart, dass die jeweiligen Drain-Elektroden 11 der Halbleiterelemente 1 elektrisch mit der Metallkomponente 81 verbunden sind. Die Metallkomponente 81 und das leitfähige Substrat 4 bilden zusammen eine interne Schaltung des Halbleiterbauteils B1. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Metallkomponente 81 einer ersten Metallkomponente entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Die Halbleiterelemente 2 sind auf der Metallkomponente 82 montiert, derart, dass die jeweiligen Drain-Elektroden 21 der Halbleiterelemente 2 elektrisch mit der Metallkomponente 82 verbunden sind. Die Metallkomponente 82 und das leitfähige Substrat 4 bilden zusammen eine interne Schaltung des Halbleiterbauteils B1. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Metallkomponente 82 einer zweiten Metallkomponente entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist.
  • Das Halbleiterbauteil B1 beinhaltet zwei isolierende Substrate 33, die voneinander beabstandet sind. Die Metallkomponente 81 ist auf einem der zwei isolierenden Substrate 33 montiert, und die Metallkomponente 82 auf dem anderen der isolierenden Substrate 33. Die Anzahl der isolierenden Substrate 33 ist nicht auf zwei beschränkt. Beispielsweise kann nur ein isolierendes Substrat 33 vorgesehen sein, und die zwei Metallkomponenten 81 und 82 können auf dem isolierenden Substrat 33 montiert sein.
  • Das leitfähige Substrat 4 erstreckt sich quer über die zwei Metallkomponenten 81 und 82 und ist mittels eines leitfähigen Bond-Materials (nicht dargestellt) an die Metallkomponenten 81 und 82 gebondet und elektrisch damit verbunden. Das leitfähige Substrat 4 ist angeordnet, um die Halbleiterelemente 1, 2 in der Draufsicht zu umgeben und ist in der Draufsicht zwischen den Metallkomponenten 31 und 32 bzw. 81 und 82 vorgesehen???. Wie es in 13 gezeigt ist, überlappt das leitfähige Substrat 4 bei einer Betrachtung in der x-Richtung mit den Halbleiterelementen 1 und 2, überlappt jedoch nicht mit den Metallkomponenten 81 und 82. Zusätzlich hierzu überlappt das leitfähige Substrat 4 bei einer Betrachtung in der y-Richtung mit den Halbleiterelementen 1 und 2, überlappt jedoch nicht mit den Metallkomponenten 31 und 32 bzw. 81 und 82.
  • Das leitfähige Substrat 4 ist ein Laminat, das aus drei Verdrahtungsschichten 411, 412 und 413 und zwei isolierenden Schichten 421 und 422 zusammengesetzt bzw. aufgebaut ist, die in der z-Richtung übereinander laminiert sind. Die drei Verdrahtungsschichten 411, 412 und 413 und die zwei isolierenden Schichten 421 und 422 sind in der gleichen Reihenfolge laminiert wie in dem leitfähigen Substrat 4 des Halbleiterbauteils A1.
  • Das leitfähige Substrat 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine laminierte Struktur haben, wie sie in den 14 bis 17 gezeigt ist. 14 ist eine perspektivische Explosionsansicht des leitfähigen Substrats 4. 14 zeigt aus Zweckmäßigkeitsgründen auch die Halbleiterelemente 1 und 2 und die zwei Metallkomponenten 81 und 82. 15 ist eine Draufsicht der Verdrahtungsschicht 411. 16 ist eine Draufsicht der Verdrahtungsschicht 412. 17 ist eine Draufsicht der Verdrahtungsschicht 413.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Verdrahtungsschicht 411 eine Vielzahl von Leiterteilen 41A bis 41F und einen isolierenden Teil 41X auf, wie es in 15 gezeigt ist. Die Leiterteile 41A bis 41F sind durch den isolierenden Teil 41X voneinander beabstandet und isoliert. Wie es in 16 gezeigt ist, beinhaltet die Verdrahtungsschicht 412 einen Leiterteil 41G und einen isolierenden Teil 41Y. Der isolierende Teil 41Y bedeckt die Ränder des Leiterteils 41G in der Draufsicht. Wie es in 17 gezeigt ist, beinhaltet die Verdrahtungsschicht 413 zwei Leiterteile 41H und 411 und einen isolierenden Teil 41Z. Die zwei Leiterteile 41H und 411 sind durch den isolierenden Teil 41Z voneinander beabstandet und isoliert. Der Leiterteil 41H ist elektrisch mit der Metallkomponente 81 verbunden, und der Leiterteil 411 ist mit der Metallkomponente 82 verbunden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Leistungs-Terminal-Sektion 401 ein Teil bzw. Abschnitt des Leiterteils 41H (die Verdrahtungsschicht 413), wie es in 17 gezeigt ist. Die Leistungs-Terminal-Sektion 402 ist ein Abschnitt des Leiterteils 41G (die Verdrahtungsschicht 412), wie es in 16 gezeigt ist. Die Leistungs-Terminal-Sektion 403 ist ein Abschnitt des Leiterteils 411, wie es in 17 gezeigt ist. Ähnlich zu dem Halbleiterbauteil A1 ist das Halbleiterbauteil B1 derart konfiguriert, dass die zwei Leistungs-Terminal-Sektionen 401 und 402 einander in einer Draufsicht überlappen.
  • Wie es in den 13 und 14 gezeigt ist, ist die isolierende Schicht 422 in der z-Richtung zwischen der Leistungs-Terminal-Sektion 401 und der Leistungs-Terminal-Sektion 402 angeordnet. Die Leistungs-Terminal-Sektion 401 ist gegenüber der Außenseite des Halbleiterbauteils A2 an der Oberfläche freigelegt, die in die z2-Richtung weist, und steht an der Oberfläche, die in die z1-Richtung weist, in Kontakt mit der isolierenden Schicht 422. Die Leistungs-Terminal-Sektion 402 steht an der Oberfläche, die in die z2-Richtung weist, in Kontakt mit der isolierenden Schicht 422, und ist hin zu der Außenseite des Halbleiterbauteils B1 an jener Oberfläche freigelegt, die in die z1-Richtung weist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Verdrahtungsschicht 411 einer dritten Verdrahtungsschicht entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist, und die Verdrahtungsschicht 412 einer zweiten Verdrahtungsschicht und die Verdrahtungsschicht 413 einer ersten Verdrahtungsschicht. Zusätzlich hierzu kann die isolierende Schicht 421 einer zweiten isolierenden Schicht entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist, und die isolierende Schicht 422 einer ersten isolierenden Schicht.
  • Das leitfähige Substrat 4 weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern 46A und 46B und eine Vielzahl von Ausnehmungen 47A und 47B auf.
  • Jedes der Durchgangslöcher 46A und 46B erstreckt sich in der z-Richtung durch das leitfähige Substrat 4 hindurch. Mit anderen Worten erstrecken sich die Durchgangslöcher 46A bis 46B in der z-Richtung durch die Verdrahtungsschichten 411, 412 und 413 und die isolierenden Schichten 421 und 422 hindurch. Die Metallkomponente 81 ist in jedem Durchgangsloch 46A freigelegt, und die Metallkomponente 82 ist in jedem Durchgangsloch 46B freigelegt. Jedes Durchgangsloch 46A nimmt ein Halbleiterelement 1 darin auf, und jedes Durchgangsloch 46B nimmt ein Halbleiterelement 2 darin auf. In der Draufsicht ist jedes Durchgangsloch 46A größer als das entsprechende Halbleiterelement 1 und überlappt mit dem gesamten Halbleiterelement 1. In der Draufsicht ist jedes Durchgangsloch 46B größer als das entsprechende Halbleiterelement 2 und überlappt mit dem gesamten Halbleiterelement 2. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Durchgangsloch 46A einem ersten Durchgangsloch entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist, und das Durchgangsloch 46B einem zweiten Durchgangsloch.
  • Jede der Ausnehmungen 47A und 47B, die in dem leitfähigen Substrat 4 gebildet sind, ist gegenüber der Oberfläche, die in die 72-Richtung weist, in der z-Richtung ausgenommen bzw. zurückversetzt. Jede Ausnehmung 47A erstreckt sich in der z-Richtung durch die Verdrahtungsschicht 411 und die isolierende Schicht 421 hindurch und endet, ohne sich durch die Verdrahtungsschichten 412 und 413 und die isolierende Schicht 422 hindurch zu erstrecken. Der Leiterteil 41G (die Verdrahtungsschicht 412) ist durch die Ausnehmung 47A freigelegt. Das heißt, die Verdrahtungsschicht 412 hat Abschnitte 412a, die durch die Ausnehmungen 47A freigelegt sind, wie es in 16 gezeigt ist. In dem in den 14 und 15 gezeigten Beispiel ist in der Verdrahtungsschicht 411 und der isolierenden Schicht 421 jede Ausnehmung 47A mit einem Durchgangsloch 46A verbunden. Jede Ausnehmung 47B erstreckt sich in der z-Richtung durch die Verdrahtungsschicht 411, die isolierende Schicht 421, die Verdrahtungsschicht 412 und die isolierende Schicht 422 hindurch und endet, ohne sich durch die Verdrahtungsschicht 413 hindurch zu erstrecken. Der Leiterteil 411 (die Verdrahtungsschicht 413) ist durch die Ausnehmungen 47B freigelegt. Das heißt, die Verdrahtungsschicht 413 hat Abschnitte 413a, die durch die Ausnehmungen 47B freigelegt sind, wie es in 17 gezeigt ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Ausnehmung 47A einer ersten Ausnehmung entsprechen, die in den Ansprüchen genannt ist, und die Ausnehmung 47B einer zweiten Ausnehmung. Zusätzlich hierzu kann der freigelegte Teil 412a einem ersten freigelegten Teil bzw. Abschnitt entsprechen, der in den Ansprüchen genannt ist, und ein freigelegter Teil 413a einem zweiten freigelegten Teil bzw. Abschnitt.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Verbindungselemente 6A bis 6J verbunden bzw. angeschlossen, wie es in 11 gezeigt ist und wie es nachstehend beschrieben ist.
  • Jedes Verbindungselement 6A verbindet die Source-Elektrode 12 eines Halbleiterelementes 1 mit dem Leiterteil 411 und stellt eine elektrische Kommunikation bzw. Verbindung dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6A verläuft durch eine entsprechende Ausnehmung 47B hindurch und ist an den freigelegten Teil 413a der Verdrahtungsschicht 413 (der Leiterteil 411) gebondet. Jedes Verbindungselement 6B verbindet die Source-Elektrode 22 eines Halbleiterelementes 2 mit dem Leiterteil 41G und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6B verläuft durch eine entsprechende Ausnehmung 47A und ist an den freigelegten Teil 412a der Verdrahtungsschicht 412 (der Leiterteil 41G) gebondet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Verbindungselement 6A einem ersten Verbindungselement entsprechen, das in den Ansprüchen genannt ist, und ein Verbindungselement 6B einem zweiten Verbindungselement.
  • Jedes Verbindungselement 6C verbindet die Gate-Elektrode 13 eines Halbleiterelementes 1 mit dem Leiterteil 41C und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6D verbindet die Gate-Elektrode 23 eines Halbleiterelementes 2 mit dem Leiterteil 41E und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6E verbindet die Source-Elektrode 12 eines Halbleiterelementes 1 mit dem Leiterteil 41D und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Jedes Verbindungselement 6F verbindet die Source-Elektrode 22 eines Halbleiterelementes 2 mit dem Leiterteil 41F und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit.
  • Das Verbindungselement 6G verbindet die Pad-Sektion 511 des Signal-Terminals 51A mit dem Leiterteil 41C und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Das Verbindungselement 6H verbindet die Pad-Sektion 521 des Erfassungs-Terminals 52A mit dem Leiterteil 41D und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Das Verbindungselement 61 verbindet die Pad-Sektion 511 des Signal-Terminals 51B mit dem Leiterteil 41E und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit. Das Verbindungselement 6J verbindet die Pad-Sektion 521 des Erfassungs-Terminals 52B mit dem Leiterteil 41F und stellt eine elektrische Kommunikation dazwischen bereit.
  • Die Elektroden von jedem der Halbleiterelemente 1 und 2 (die Drain-Elektroden 11 und 21, die Source-Elektroden 12 und 22 und die Gate-Elektroden 13 und 23) sind elektrisch mit den externen Terminals des Halbleiterbauteils B1 (den Leistungs-Terminal-Sektionen 401, 402 und 403, den Signal-Terminals 51A und 51B und den Erfassungs-Terminals 52A und 52B) elektrisch verbunden, und zwar durch die folgenden Komponenten.
  • Die Leistungs-Terminal-Sektion 401 ist elektrisch mit den Drain-Elektroden 11 der Halbleiterelemente 1 über den Leiterteil 41H und die Metallkomponente 81 verbunden. Die Leistungs-Terminal-Sektion 402 ist elektrisch mit den Source-Elektroden 22 der Halbleiterelemente 2 über den Leiterteil 41G und die Verbindungselemente 6B verbunden. Die Leistungs-Terminal-Sektion 403 ist elektrisch mit den Source-Elektroden 12 der Halbleiterelemente 1 über den Leiterteil 411 und die Verbindungselemente 6A verbunden und auch mit den Drain-Elektroden 21 der Halbleiterelemente 2 über den Leiterteil 411 und die Metallkomponente 82.
  • Das Signal-Terminal 51A ist elektrisch mit den Gate-Elektroden 13 der Halbleiterelemente 1 über das Verbindungselement 6G, den Leiterteil 41C und die Verbindungselemente 6C verbunden. Das Erfassungs-Terminal 52A ist elektrisch mit den Source-Elektroden 12 der Halbleiterelemente 1 über das Verbindungselement 6H, den Leiterteil 41D und die Verbindungselemente 6E verbunden. Das Signal-Terminal 51B ist elektrisch mit den Gate-Elektroden 23 der Halbleiterelemente 2 über das Verbindungselement 61, den Leiterteil 41E und die Verbindungselemente 6D verbunden. Das Erfassungs-Terminal 52B ist elektrisch mit den Source-Elektroden 22 der Halbleiterelemente 2 über das Verbindungselement 6J, den Leiterteil 41F und die Verbindungselemente 6F verbunden.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform stehen die Signal-Terminals 51A und 51B, die Erfassungs-Terminals 52A und 52B und die Dummy-Terminals 53 gegenüber der Harzseitenfläche 733 vor.
  • Das Halbleiterbauteil B1 erzielt die folgenden Vorteile und Wirkungen.
  • Das Halbleiterbauteil B1 weist das leitfähige Substrat 4 auf, das durch Laminieren der Verdrahtungsschicht 412, der Verdrahtungsschicht 413 und der isolierenden Schicht 422 gebildet ist. Die Verdrahtungsschicht 413 beinhaltet die Leistungs-Terminal-Sektion 401, und die Verdrahtungsschicht 412 beinhaltet die Leistungs-Terminal-Sektion 402. Die Leistungs-Terminal-Sektion 401, die Leistungs-Terminal-Sektion 402 und die isolierende Schicht 422 überlappen einander in der Draufsicht. Bei dieser Konfiguration sind die Leistungs-Terminal-Sektion 401 und die Leistungs-Terminal-Sektion 402, an die eine Source-Spannung bzw. Quellenspannung angelegt werden kann, in einer laminierten Verdrahtungsstruktur bereitgestellt, derart, dass die Induktanz der Verdrahtung zwischen der Leistungs-Terminal-Sektion 401 und der Leistungs-Terminal-Sektion 402 reduziert werden kann. Dies ist wirksam, um die Induktanz des Halbleiterbauteils B1 zu reduzieren.
  • Das Halbleiterbauteil B1 weist die Metallkomponente 81 auf, an der die Halbleiterelemente 1 montiert sind. Diese Konfiguration gewährleistet, dass während des Betriebs des Halbleiterbauteils B1 Wärme von den Halbleiterelementen 1 wirksam abgeleitet wird. Demzufolge gewährleistet das Halbleiterbauteil B1, dass die Zunahme der Übergangstemperatur der Halbleiterelemente 1 reduziert ist, wodurch die Halbleiterelemente 1 gegenüber einer thermischen Zerstörung geschützt sind. Insbesondere deswegen, weil die Metallkomponente 81 ein größeres Volumen hat als die Metallkomponente 31, kann das Halbleiterbauteil B1 Wärme von den Halbleiterelementen 1 wirksamer ableiten als das Halbleiterbauteil A1. Ferner beinhaltet das Halbleiterbauteil B1 die Metallkomponente 32 bzw. 82, an der die Halbleiterelemente 2 montiert sind. Diese Konfiguration gewährleistet, dass Wärme von den Halbleiterelementen 2 während des Betriebs des Halbleiterbauteils B2 wirksam abgeleitet wird. Demzufolge gewährleistet das Halbleiterbauteil B1, dass die Zunahme der Übergangstemperatur der Halbleiterelemente 2 reduziert ist, wodurch die Halbleiterelemente 2 gegenüber einer thermischen Zerstörung geschützt sind. Insbesondere deswegen, weil die Metallkomponente 82 ein größeres Volumen hat als die Metallkomponente 32, kann das Halbleiterbauteil B1 Wärme von den Halbleiterelementen 2 wirksamer ableiten als das Halbleiterbauteil A1.
  • Die Halbleiterbauteile gemäß der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben beschriebenen besonderen Ausführungsformen eingeschränkt. Es können verschiedene Modifikationen an den Details von einem oder mehreren Teilen der Halbleiterbauteile gemäß der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden.
  • Das Halbleiterbauteile gemäß der vorliegenden Offenbarung decken die Ausführungsformen gemäß der folgenden Klauseln ab.
  • Klausel 1.
  • Halbleiterbauteil mit:
    • einem ersten Halbleiterelement, das eine erste Elektrode,
    • eine zweite Elektrode und eine dritte Elektrode aufweist und das gesteuert wird, um eine Verbindung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ein- und auszu-schalten, und zwar mittels eines ersten Ansteuerungssignals, das in die dritte Elektrode eingegeben wird; einem zweiten Halbleiterelement, das eine vierte Elektrode, eine fünfte Elektrode und eine sechste Elektrode aufweist und das gesteuert wird, um eine Verbindung zwischen der vierten Elektrode und der fünften Elektrode ein- und auszuschalten, und zwar mittels eines zweiten Ansteuerungssignals, das in die sechste Elektrode eingegeben wird; einer ersten Metallkomponente, an der das erste Halbleiterelement montiert ist; einer zweiten Metallkomponente, an der das zweite Halbleiterelement montiert ist, wobei die zweite Metallkomponente von der ersten Metallkomponente beabstandet ist; und einem leitfähigen Substrat, das eine erste Verdrahtungsschicht, eine zweite Verdrahtungsschicht und eine erste isolierende Schicht aufweist, die derart laminiert ist, dass die erste isolierende Schicht zwischen der ersten Verdrahtungsschicht und der zweiten Verdrahtungsschicht angeordnet ist, wobei die erste Verdrahtungsschicht eine erste Leistung-Terminal-Sektion aufweist, die elektrisch mit der ersten Elektrode verbunden ist, wobei die zweite Verdrahtungsschicht eine zweite Leistung-Terminal-Sektion aufweist, die elektrisch mit der fünften Elektrode verbunden ist, wobei die erste Leistung-Terminal-Sektion, die zweite Leistung-Terminal-Sektion und die erste isolierende Schicht einander bei einer Betrachtung in einer ersten Richtung überlappen, bei der es sich um eine Dickenrichtung des leitfähigen Substrats handelt, und wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in der ersten Richtung das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement umgibt und bei einer Betrachtung in der ersten Richtung mit einem Abschnitt zwischen der ersten Metallkomponente und der zweiten Metallkomponente überlappt.
  • Klausel 2.
  • Halbleiterelement nach Klausel 1, wobei das leitfähige Substrat ferner eine dritte Leistung-Terminal-Sektion aufweist, die mit der zweiten Elektrode und der vierten Elektrode elektrisch verbunden ist, und wobei die dritte Leistung-Terminal-Sektion bei einer Betrachtung in der ersten Richtung von der ersten Leistung-Terminal-Sektion und der zweiten Leistung-Terminal-Sektion beabstandet ist.
  • Klausel 3.
  • Halbleiterelement nach Klausel 2, mit einem Harzgehäuse, das das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement bedeckt, wobei die erste Leistung-Terminal-Sektion und die zweite Leistung-Terminal-Sektion bei einer Betrachtung in der ersten Richtung gegenüber der dritten Leistung-Terminal-Sektion angeordnet sind, wobei das Harzgehäuse dazwischen angeordnet ist.
  • Klausel 4.
  • Halbleiterelement nach Klausel 2 oder 3, wobei die erste Verdrahtungsschicht die dritte Leistung-Terminal-Sektion aufweist.
  • Klausel 5.
  • Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 1 bis 4, wobei das leitfähige Substrat ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aufweist, die sich jeweils in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat hindurch erstrecken,
    wobei die erste Metallkomponente durch bzw. in das erste Durchgangsloch eingeführt ist, und
    wobei die zweite Metallkomponente durch bzw. in das zweite Durchgangsloch eingeführt ist.
  • Klausel 6.
  • Halbleiterelement nach Klausel 5, wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in einer zweiten Richtung, die senkrecht ist zu der ersten Richtung, nicht mit dem ersten Halbleiterelement, dem zweiten Halbleiterelement, der ersten Metallkomponente und der zweiten Metallkomponente überlappt.
  • Klausel 7.
  • Halbleiterelement nach Klausel 5 oder 6, wwobei das leitfähige Substrat ferner eine dritte Verdrahtungsschicht und eine zweite isolierende Schicht aufweist, und wobei die zweite Verdrahtungsschicht und die dritte Verdrahtungsschicht mit der zweiten isolierenden Schicht dazwischen laminiert sind.
  • Klausel 8.
  • Halbleiterelement nach Klausel 7, wobei das leitfähige Substrat ferner ein Einführungselement aufweist, das wenigstens zwei von der ersten Verdrahtungsschicht, der zweiten Verdrahtungsschicht und der dritten Verdrahtungsschicht elektrisch miteinander verbindet.
  • Klausel 9.
  • Halbleiterelement nach Klausel 8, wobei das Einführungselement sich in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat erstreckt.
  • Klausel 10.
  • Halbleiterelement nach Klausel 8 oder 9, wobei das leitfähige Substrat ferner eine Durchgangsloch-Durchkontak¬tierung aufweist, die wenigstens zwei von der ersten Verdrahtungsschicht, der zweiten Verdrahtungsschicht und der dritten Verdrahtungsschicht elektrisch verbindet.
  • Klausel 11.
  • Halbleiterelement nach Klausel 10, wobei die Durchgangsloch-Durchkontaktierung sich in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat erstreckt.
  • Klausel 12.
  • Halbleiterelement nach Klausel 10 oder 11, wobei das Einführungselement bei einer Betrachtung in der ersten Richtung eine größere Fläche hat als die Durchgangsloch-Durchkontaktierung.
  • Klausel 13.
  • Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 8 bis 12, wobei sowohl die erste Metallkomponente als auch die zweite Metallkomponente bei einer Betrachtung in der ersten Richtung eine größere Fläche hat als das Einführungselement.
  • Klausel 14.
  • Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 1 bis 4, wobei das leitfähige Substrat ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aufweist, die sich jeweils in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat hindurch erstrecken,
    wobei das erste Halbleiterelement bei einer Betrachtung in der ersten Richtung in dem ersten Durchgangsloch enthalten ist, und
    wobei das zweite Halbleiterelement bei einer Betrachtung in der ersten Richtung in dem zweiten Durchgangsloch enthalten bzw. aufgenommen ist.
  • Klausel 15.
  • Halbleiterelement nach Klausel 14, wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in einer zweiten Richtung, die senkrecht ist zu der ersten Richtung, nicht mit der ersten Metallkomponente und der zweiten Metallkomponente überlappt, und wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in der zweiten Richtung mit dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten Halbleiterelement überlappt.
  • Klausel 16.
  • Halbleiterelement nach Klausel 14 oder 15, wobei das leitfähige Substrat ferner eine dritte Verdrahtungsschicht und eine zweite isolierende Schicht aufweist, und wobei die zweite Verdrahtungsschicht und die dritte Verdrahtungsschicht mit der zweiten isolierenden Schicht dazwischen laminiert sind.
  • Klausel 17.
  • Halbleiterelement nach Klausel 16, wobei das leitfähige Substrat eine erste Ausnehmung aufweist, die sich in der ersten Richtung durch die dritte Verdrahtungsschicht und die zweite isolierende Schicht erstreckt, und wobei die zweite Verdrahtungsschicht einen ersten freigelegten Teil hat, der durch die erste Ausnehmung freigelegt ist.
  • Klausel 18.
  • Halbleiterelement nach Klausel 17, ferner mit einem ersten Verbindungselement, das das erste Halbleiterelement und die zweite Verdrahtungsschicht elektrisch verbindet, wobei das erste Verbindungselement an den ersten freigelegten Teil gebondet ist.
  • Klausel 19.
  • Halbleiterelement nach Klausel 17 oder 18, wobei die erste Ausnehmung und das erste Durchgangsloch bei einer Betrachtung in der ersten Richtung miteinander verbunden sind.
  • Klausel 20.
  • Halbleiterbauteil nach einer beliebigen der Klauseln 17 bis 19, wobei das leitfähige Substrat eine zweite Ausnehmung aufweist, die sich in der ersten Richtung durch die dritte Verdrahtungsschicht, die zweite isolierende Schicht, die zweite Verdrahtungsschicht und die erste isolierende Schicht hindurch erstreckt, und wobei die erste Verdrahtungsschicht einen zweiten freigelegten Teil aufweist, der durch die zweite Ausnehmung freigelegt ist.
  • Klausel 21.
  • Halbleiterelement nach Klausel 20, ferner mit einem zweiten Verbindungselement, das das zweite Halbleiterelement und die erste Verdrahtungsschicht elektrisch verbindet, und wobei das zweite Verbindungselement an den zweiten freigelegten Teil gebondet ist.
  • 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 [0003]

Claims (21)

  1. Halbleiterbauteil mit: einem ersten Halbleiterelement, das eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine dritte Elektrode aufweist und das gesteuert wird, um eine Verbindung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ein- und auszuschalten, und zwar mittels eines ersten Ansteuerungssignals, das in die dritte Elektrode eingegeben wird; einem zweiten Halbleiterelement, das eine vierte Elektrode, eine fünfte Elektrode und eine sechste Elektrode aufweist und das gesteuert wird, um eine Verbindung zwischen der vierten Elektrode und der fünften Elektrode ein- und auszuschalten, und zwar mittels eines zweiten Ansteuerungssignals, das in die sechste Elektrode eingegeben wird; einer ersten Metallkomponente, an der das erste Halbleiterelement montiert ist; einer zweiten Metallkomponente, an der das zweite Halbleiterelement montiert ist, wobei die zweite Metallkomponente von der ersten Metallkomponente beabstandet ist; und einem leitfähigen Substrat, das eine erste Verdrahtungsschicht, eine zweite Verdrahtungsschicht und eine erste isolierende Schicht aufweist, die derart laminiert ist, dass die erste isolierende Schicht zwischen der ersten Verdrahtungsschicht und der zweiten Verdrahtungsschicht angeordnet ist, wobei die erste Verdrahtungsschicht eine erste Leistung-Terminal-Sektion aufweist, die elektrisch mit der ersten Elektrode verbunden ist, wobei die zweite Verdrahtungsschicht eine zweite Leistung-Terminal-Sektion aufweist, die elektrisch mit der fünften Elektrode verbunden ist, wobei die erste Leistung-Terminal-Sektion, die zweite Leistung-Terminal-Sektion und die erste isolierende Schicht einander bei einer Betrachtung in einer ersten Richtung überlappen, bei der es sich um eine Dickenrichtung des leitfähigen Substrats handelt, und wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in der ersten Richtung das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement umgibt und bei einer Betrachtung in der ersten Richtung mit einem Abschnitt zwischen der ersten Metallkomponente und der zweiten Metallkomponente überlappt.
  2. Halbleiterbauteil nach Anspruch 1, wobei das leitfähige Substrat ferner eine dritte Leistung-Terminal-Sektion aufweist, die mit der zweiten Elektrode und der vierten Elektrode elektrisch verbunden ist, und wobei die dritte Leistung-Terminal-Sektion bei einer Betrachtung in der ersten Richtung von der ersten Leistung-Terminal-Sektion und der zweiten Leistung-Terminal-Sektion beabstandet ist.
  3. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2, mit einem Harzgehäuse, das das erste Halbleiterelement und das zweite Halbleiterelement bedeckt, wobei die erste Leistung-Terminal-Sektion und die zweite Leistung-Terminal-Sektion bei einer Betrachtung in der ersten Richtung gegenüber der dritten Leistung-Terminal-Sektion angeordnet sind, wobei das Harzgehäuse dazwischen angeordnet ist.
  4. Halbleiterbauteil nach Anspruch 2 oder 3, wobei die erste Verdrahtungsschicht die dritte Leistung-Terminal-Sektion aufweist.
  5. Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei das leitfähige Substrat ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aufweist, die sich jeweils in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat hindurch erstrecken, wobei die erste Metallkomponente durch bzw. in das erste Durchgangsloch eingeführt ist, und wobei die zweite Metallkomponente durch bzw. in das zweite Durchgangsloch eingeführt ist.
  6. Halbleiterbauteil nach Anspruch 5, wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in einer zweiten Richtung, die senkrecht ist zu der ersten Richtung, nicht mit dem ersten Halbleiterelement, dem zweiten Halbleiterelement, der ersten Metallkomponente und der zweiten Metallkomponente überlappt.
  7. Halbleiterbauteil nach Anspruch 5 oder 6, wobei das leitfähige Substrat ferner eine dritte Verdrahtungsschicht und eine zweite isolierende Schicht aufweist, und wobei die zweite Verdrahtungsschicht und die dritte Verdrahtungsschicht mit der zweiten isolierenden Schicht dazwischen laminiert sind.
  8. Halbleiterbauteil nach Anspruch 7, wobei das leitfähige Substrat ferner ein Einführungselement aufweist, das wenigstens zwei von der ersten Verdrahtungsschicht, der zweiten Verdrahtungsschicht und der dritten Verdrahtungsschicht elektrisch miteinander verbindet.
  9. Halbleiterbauteil nach Anspruch 8, wobei das Einführungselement sich in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat erstreckt.
  10. Halbleiterbauteil nach Anspruch 8 oder 9, wobei das leitfähige Substrat ferner eine Durchgangsloch-Durchkontaktierung aufweist, die wenigstens zwei von der ersten Verdrahtungsschicht, der zweiten Verdrahtungsschicht und der dritten Verdrahtungsschicht elektrisch verbindet.
  11. Halbleiterbauteil nach Anspruch 10, wobei die Durchgangsloch-Durchkontaktierung sich in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat erstreckt.
  12. Halbleiterbauteil nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Einführungselement bei einer Betrachtung in der ersten Richtung eine größere Fläche hat als die Durchgangsloch-Durchkontaktierung.
  13. Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 12, wobei sowohl die erste Metallkomponente als auch die zweite Metallkomponente bei einer Betrachtung in der ersten Richtung eine größere Fläche hat als das Einführungselement.
  14. Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei das leitfähige Substrat ein erstes Durchgangsloch und ein zweites Durchgangsloch aufweist, die sich jeweils in der ersten Richtung durch das leitfähige Substrat hindurch erstrecken, wobei das erste Halbleiterelement bei einer Betrachtung in der ersten Richtung in dem ersten Durchgangsloch enthalten ist, und wobei das zweite Halbleiterelement bei einer Betrachtung in der ersten Richtung in dem zweiten Durchgangsloch enthalten bzw. aufgenommen ist.
  15. Halbleiterbauteil nach Anspruch 14, wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in einer zweiten Richtung, die senkrecht ist zu der ersten Richtung, nicht mit der ersten Metallkomponente und der zweiten Metallkomponente überlappt, und wobei das leitfähige Substrat bei einer Betrachtung in der zweiten Richtung mit dem ersten Halbleiterelement und dem zweiten Halbleiterelement überlappt.
  16. Halbleiterbauteil nach Anspruch 14 oder 15, wobei das leitfähige Substrat ferner eine dritte Verdrahtungsschicht und eine zweite isolierende Schicht aufweist, und wobei die zweite Verdrahtungsschicht und die dritte Verdrahtungsschicht mit der zweiten isolierenden Schicht dazwischen laminiert sind.
  17. Halbleiterbauteil nach Anspruch 16, wobei das leitfähige Substrat eine erste Ausnehmung aufweist, die sich in der ersten Richtung durch die dritte Verdrahtungsschicht und die zweite isolierende Schicht erstreckt, und wobei die zweite Verdrahtungsschicht einen ersten freigelegten Teil hat, der durch die erste Ausnehmung freigelegt ist.
  18. Halbleiterbauteil nach Anspruch 17, ferner mit einem ersten Verbindungselement, das das erste Halbleiterelement und die zweite Verdrahtungsschicht elektrisch verbindet, wobei das erste Verbindungselement an den ersten freigelegten Teil gebondet ist.
  19. Halbleiterbauteil nach Anspruch 17 oder 18, wobei die erste Ausnehmung und das erste Durchgangsloch bei einer Betrachtung in der ersten Richtung miteinander verbunden sind.
  20. Halbleiterbauteil nach einem beliebigen der Ansprüche 17 bis 19, wobei das leitfähige Substrat eine zweite Ausnehmung aufweist, die sich in der ersten Richtung durch die dritte Verdrahtungsschicht, die zweite isolierende Schicht, die zweite Verdrahtungsschicht und die erste isolierende Schicht hindurch erstreckt, und wobei die erste Verdrahtungsschicht einen zweiten freigelegten Teil aufweist, der durch die zweite Ausnehmung freigelegt ist.
  21. Halbleiterbauteil nach Anspruch 20, ferner mit einem zweiten Verbindungselement, das das zweite Halbleiterelement und die erste Verdrahtungsschicht elektrisch verbindet, und wobei das zweite Verbindungselement an den zweiten freigelegten Teil gebondet ist.
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