DE112021005246T5 - Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements - Google Patents

Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements Download PDF

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Abstract

Halbleiterbauelement, aufweisend: ein Trägerelement mit einer Vorderseite, die in eine Dickenrichtung weist; ein Halbleiterelement, das auf der Vorderseite angebracht ist; und einer Bonding-Schicht, die die Vorderseite und das Halbleiterelement miteinander bondet. Das Trägerelement hat ein Basiselement und eine Metallschicht, die auf dem Basiselement angebracht ist und die Vorderseite einschließt. Das Trägerelement weist einen ersten Bereich, der mit der Bonding-Schicht in Kontakt steht, und einen zweiten Bereich, der in Dickenrichtung gesehen an den ersten Bereich angrenzt, auf. Die Bonding-Schicht weist eine Metallzusammensetzung in einer Feststoffphase auf. Der zweite Bereich ist für eine Flüssigphase der Metallzusammensetzung stärker abweisend als der erste Bereich.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einer Bonding-Schicht, die ein Trägerelement und ein Halbleiterelement bondet und eine Metallzusammensetzung aufweist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelements.
  • HINTERGRUND
  • Patentschrift 1 offenbart ein Beispiel für ein Halbleiterbauelement mit einem MOSFET als Halbleiterelement. Das Halbleiterbauelement weist ein Trägerelement (Drain-Leiter), an das eine Source-Spannung angelegt wird und das den MOSFET trägt, einen Gate-Leiter zum Einspeisen eines elektrischen Signals in den MOSFET und einen Source-Leiter, durch den ein vom MOSFET in Abhängigkeit von der Source-Spannung und dem elektrischen Signal umgewandelter Strom fließt. Der MOSFET hat eine Drain-Elektrode, die elektrisch mit dem Drain-Leiter verbunden ist, eine Gate-Elektrode, die elektrisch mit dem Gate-Leiter verbunden ist, und eine Source-Elektrode, die elektrisch mit dem Source-Leiter verbunden ist. Die Drain-Elektrode ist über eine Bonding-Schicht (Lot) mit dem Trägerelement gebondet. Ein metallischer Clip ist mit der Gate-Elektrode und dem Gate-Leiter gebondet, ein weiterer metallischer Clip ist mit der Source-Elektrode und dem Source-Leiter gebondet. Dadurch kann dem Halbleiterbauelement ein größerer Strom zugeführt werden.
  • In den letzten Jahren haben sich Halbleiterbauelemente, die jeweils mit einem MOSFET mit einem Verbundhalbleitersubstrat, z.B. aus Siliziumkarbid (SiC), ausgestattet sind, immer mehr durchgesetzt. Der MOSFET hat gegenüber den herkömmlichen MOSFETs den Vorteil, dass er kleiner ist und einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Wird der MOSFET in dem in Patentschrift 1 offenbarten Halbleiterbauelement verwendet, kann der MOSFET relativ zum Trägerelement verrutschen, wenn die Drain-Elektrode mittels der Bonding-Schicht an das Trägerelement gebondet wird. Das liegt daran, dass der MOSFET relativ leicht ist und dass die Bonding-Schicht (Lot) durch Reflow-Löten geschmolzen wird und sich nass (in der Flüssigphase) auf dem Trägerelement ausbreitet. Dementsprechend ist es wünschenswert, dass die Benetzung und Ausbreitung der Bonding-Schicht über dem Trägerelement reguliert werden kann, um eine Verschiebung des MOSFET gegenüber dem Trägerelement zu verhindern.
  • DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: JP-A-2001-274206
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll
  • In Anbetracht der obigen Gegebenheiten ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Halbleiterbauelement anzugeben, das in der Lage ist, die Benetzung und Ausbreitung einer Bonding-Schicht über einem Trägerelement zu regulieren. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauelements.
  • Mittel zur Lösung der Aufgabe
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Halbleiterbauelement bereitgestellt, aufweisend: ein Trägerelement mit einer in Dickenrichtung weisenden Vorderseite; ein auf der Vorderseite angebrachtes Halbleiterelement; und eine Bonding-Schicht, die die Vorderseite und das Halbleiterelement miteinander bondet (verbindet). Das Trägerelement hat ein Basiselement und eine Metallschicht, die auf dem Basiselement angebracht ist und die Vorderseite bildet. Das Trägerelement weist einen ersten Bereich, der mit der Bonding-Schicht in Kontakt steht, und einen zweiten Bereich, der in Dickenrichtung gesehen an den ersten Bereich angrenzt, auf. Die Bonding-Schicht weist eine Metallzusammensetzung in einer Feststoffphase auf. Der zweite Bereich ist für eine Flüssigphase der Metallzusammensetzung stärker abweisend als der erste Bereich.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements vor, das die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Metallschicht auf einem Basiselement mit einer in Dickenrichtung weisenden Vorderseite, so dass die Metallschicht die Vorderseite bedeckt, Anordnen eines Bonding-Materials auf einem ersten Bereich der Metallschicht, wobei das Bonding-Material eine Metallzusammensetzung aufweist; Anordnen eines Halbleiterelements auf dem Bonding-Material; und Bonden des Halbleiterelements an die Metallschicht durch Schmelzen und Verfestigen des Bonding-Materials, wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Bestrahlens eines zweiten Bereichs der Metallschicht mit einem Laser zwischen dem Schritt des Bildens der Metallschicht und dem Schritt des Anordnens des Halbleiterelements aufweist, wobei der zweite Bereich an den ersten Bereich angrenzt.
  • Vorteile der Erfindung
  • Das Halbleiterbauelement und das oben beschriebene Herstellungsverfahren können die Benetzung und Ausbreitung der Bonding-Schicht auf dem Trägerelement regulieren (kontrollierbar machen).
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden durch die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halbleiterbauelement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 2 ist eine Draufsicht auf das Halbleiterbauelement der 1.
    • 3 ist eine Draufsicht entsprechend 2 durch ein Versiegelungsharz hindurchgesehen.
    • 4 ist eine Ansicht von unten, die das Halbleiterbauelement der 1 zeigt.
    • 5 ist eine Frontansicht des Halbleiterbauelements der 1.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 3.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 3.
    • 8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3.
    • 9 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 6.
    • 10 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht des Halbleiterbauelements aus 1.
    • 11 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 6.
    • 12 ist eine Draufsicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 13 ist eine Draufsicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 14 ist eine Draufsicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 15 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 16 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 17 ist eine Draufsicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 18 ist eine Draufsicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 19 ist eine Draufsicht, die einen Herstellungsschritt des Halbleiterbauelements der 1 zeigt.
    • 20 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer ersten Variante des Halbleiterbauelements der 1.
    • 21 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer zweiten Variante des Halbleiterbauelements der 1.
    • 22 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht einer dritten Variante des Halbleiterbauelements der 1.
    • 23 ist eine Draufsicht auf ein Halbleiterbauelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung durch ein Versiegelungsharz hindurchgesehen.
    • 24 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XXIV-XXIV in 23.
    • 25 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 24.
  • AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Im Folgenden wird ein Halbleiterbauelement A10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 beschrieben. Das Halbleiterbauelement A10 kann in einem elektronischen Gerät verwendet werden, das eine Leistungsumwandlungsschaltung, wie z.B. einen Gleichspannungswandler, enthält. Das Halbleiterbauelement A10 weist ein Trägerelement 10, eine Vielzahl von Anschlüssen 20, ein Halbleiterelement 30, eine erste Bonding-Schicht 39, eine Vielzahl von leitenden Elementen 40 und ein Versiegelungsharz 50 auf. 3 zeigt das Versiegelungsharz 50 zum besseren Verständnis nur fiktiv. In 3 ist das Versiegelungsharz 50 durch eine imaginäre Linie (Zweipunkt-Kettenlinie) angedeutet.
  • In der Beschreibung des Halbleiterbauelements A10 wird die Dickenrichtung des Trägerelements 10 der Einfachheit halber als „Dickenrichtung z“ bezeichnet. Eine Richtung, die senkrecht zur Dickenrichtung z verläuft, wird als „erste Richtung x“ bezeichnet. Die Richtung, die senkrecht zur Dickenrichtung z und zur ersten Richtung x verläuft, wird als „zweite Richtung y“ bezeichnet. Im dargestellten Beispiel entspricht die erste Richtung x der Längsrichtung des Halbleiterbauelements A10 in Dickenrichtung z gesehen. Die zweite Richtung y entspricht der Querrichtung des Halbleiterbauelements A10 in der Dickenrichtung z gesehen.
  • Wie in 3, 6 und 7 gezeigt, ist das Halbleiterelement 30 auf dem Trägerelement 10 befestigt. Das Trägerelement 10 ist elektrisch leitfähig. Bei dem Halbleiterbauelement A10 weisen das Trägerelement 10 einen Die-Pad-Abschnitt 10A und einen Anschlussabschnitt 10B auf. Der Die-Pad-Abschnitt 10A hat eine Vorderseite 101, eine Rückseite 102 und ein Durchgangsloch 103. Die Vorderseite 101 weist in die Dickenrichtung z. Das Halbleiterelement 30 ist auf der Vorderseite 101 angebracht. Die Rückseite 102 weist in der Dickenrichtung z weg von der Vorderseite 101. Die Rückseite 102 ist z.B. mit Zinn (Sn) beschichtet. Das Durchgangsloch 103 durchdringt den Die-Pad-Abschnitt 10A von der Vorderseite 101 bis zur Rückseite 102 in der Dickenrichtung z. Das Durchgangsloch 103 hat in Dickenrichtung z gesehen eine kreisförmige Form.
  • Wie in 6 und 7 gezeigt, weist der Die-Pad-Abschnitt 10A ein Basiselement 11 und eine Metallschicht 12 auf. Das Basiselement 11 ist das Hauptelement des Die-Pad-Abschnitts 10A. Das Basiselement 11 beinhaltet die Rückseite 102. Das Basiselement 11, der Anschlussbereich 10B und die Anschlüsse 20 sind aus demselben Leiterrahmen gefertigt. Der Leiterrahmen ist aus Kupfer (Cu) oder aus einer Kupferlegierung. Dementsprechend enthält die Zusammensetzung des Basiselements 11 Kupfer, und die Zusammensetzung der Anschlüsse 20 ist die gleiche wie die Zusammensetzung des Basiselements 11. Wie in 6 dargestellt, ist die Dicke T des Basiselements 11 größer als die maximale Dicke tmax der einzelnen Anschlüsse 20.
  • Wie in 6 und 7 dargestellt, ist die Metallschicht 12 auf dem Basiselement 11 ausgebildet. Die Metallschicht 12 beinhaltet die Vorderseite 101. Die Dicke der Metallschicht 12 ist geringer als die Dicke T des Basiselements 11. Die Zusammensetzung der Metallschicht 12 beinhaltet Silber (Ag). Alternativ kann die Zusammensetzung der Metallschicht 12 auch Nickel (Ni) enthalten. Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist die Metallschicht 12 auf der gesamten Oberfläche des Basiselements 11 ausgebildet.
  • Wie in 3 und 7 dargestellt, weist der Anschlussabschnitt 10B einen Abschnitt, der sich entlang der ersten Richtung x erstreckt und mit dem Basiselement 11 des Die-Pad-Abschnitts 10A verbunden ist, auf. Somit sind der Die-Pad-Abschnitt 10A und der Anschlussabschnitt 10B elektrisch miteinander verbunden. Ein Abschnitt des Anschlussabschnitts 10B ist mit dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der Abschnitt des Anschlusses 10B, der mit dem Versiegelungsharz 50 bedeckt ist, ist in der zweiten Richtung y gesehen gebogen. Ein Abschnitt des Anschlussabschnitts 10B wird von dem Versiegelungsharz 50 freigelegt, und die Oberfläche des freigelegten Abschnitts ist mit Zinn beschichtet.
  • Wie in 3, 6 und 7 gezeigt, ist das Halbleiterelement 30 auf der Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A angebracht. Das Halbleiterelement 30 enthält ein erstes Element 31. In der folgenden Beschreibung des Halbleiterbauelements A10 bezieht sich das erste Element 31 auf das Halbleiterelement 30. In dem Halbleiterbauelement A10 ist das erste Element 31 ein n-Kanal-Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) mit einer vertikalen Struktur. Das erste Element 31 beinhaltet ein Verbundhalbleitersubstrat. Das Hauptmaterial des Verbundhalbleitersubstrats ist Siliziumkarbid (SiC). Es ist auch möglich, Silizium (Si) als Hauptmaterial für das Verbundhalbleitersubstrat zu verwenden. Bei dem Halbleiterbauelement A10 beträgt die Fläche des ersten Elements 31 nicht mehr als 40 % der Fläche der Vorderseite 101 in Dickenrichtung z gesehen. Das erste Element 31 ist nicht auf einen MOSFET beschränkt. Das erste Element 31 kann ein anderes Schaltelement sein, z.B. ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT). Außerdem kann das erste Element 31 ein integrierter Schaltkreis wie ein LSI sein. Kurz gesagt, das erste Element 31 kann jede Art von Element sein, solange es mittels der ersten Bonding-Schicht 39 auf der Vorderseite 101 angebracht werden kann.
  • Wie in 8 bis 10 dargestellt, hat das erste Element 31 eine erste Elektrode 311, eine zweite Elektrode 312 und eine dritte Elektrode 313. Die erste Elektrode 311 ist der Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A zugewandt. Der Strom, der durch die erste Elektrode 311 fließt, entspricht der elektrischen Leistung, die von dem ersten Element 31 umzuwandeln ist. Mit anderen Worten: Die erste Elektrode 311 entspricht einer Drain-Elektrode.
  • Wie in 9 und 10 dargestellt, ist die zweite Elektrode 312 auf einer der ersten Elektrode 311 in Dickenrichtung z gegenüberliegenden Seite angeordnet. Der Strom, der durch die zweite Elektrode 312 fließt, entspricht der elektrischen Leistung, die durch das erste Element 31 umgewandelt wurde. Mit anderen Worten: Die zweite Elektrode 312 entspricht einer Source-Elektrode.
  • Wie in 8 und 10 gezeigt, ist die dritte Elektrode 313 auf der der ersten Elektrode 311 in Dickenrichtung z gegenüberliegenden Seite angeordnet und von der zweiten Elektrode 312 entfernt. An die dritte Elektrode 313 wird eine Gate-Spannung angelegt, um das erste Element 31 anzusteuern. Mit anderen Worten: Die dritte Elektrode 313 entspricht einer Gate-Elektrode. In Dickenrichtung z betrachtet, ist die Fläche der dritten Elektrode 313 kleiner als die Fläche der zweiten Elektrode 312.
  • Wie in 6 und 7 gezeigt, bondet die erste Bonding-Schicht 39 die Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A und die erste Elektrode 311 des ersten Elements 31. Die erste Bonding-Schicht 39 ist elektrisch leitend. Dadurch ist der Anschlussabschnitt 10B elektrisch mit der ersten Elektrode 311 verbunden. Der Anschlussabschnitt 10B entspricht somit einem Drain-Anschluss des Halbleiterbauelements A10. Die erste Bonding-Schicht 39 weist eine Metallzusammensetzung in einer festen Phase (Feststoffphase) auf. Die Metallzusammensetzung weist Zinn auf. In diesem Fall liegt der Schmelzpunkt der Metallzusammensetzung bei etwa 270 °C. Die erste Bonding-Schicht 39 kann z.B. aus Lot gebildet sein.
  • Wie in 3 dargestellt, weist der Die-Pad-Abschnitt 10A einen ersten Bereich 13 und einen zweiten Bereich 14 auf. Der erste Bereich 13 steht mit der ersten Bonding-Schicht 39 in Kontakt und ist von dieser bedeckt. Das erste Element 31 ist also auf der Vorderseite 101 des ersten Bereichs 13 angebracht. Der zweite Bereich 14 grenzt in der Dickenrichtung z gesehen an den ersten Bereich 13 an. Bei dem Halbleiterbauelement A10 umgibt der zweite Bereich 14 den ersten Bereich 13 in der Dickenrichtung z gesehen. Der zweite Bereich 14 ist für eine flüssige Phase (Flüssigphase) der Metallzusammensetzung, die in der ersten Bonding-Schicht 39 vorhanden ist, abweisender als der erste Bereich 13.
  • Wie in 11 dargestellt, hat die Metallschicht 12 einen ersten Abschnitt 121 und einen zweiten Abschnitt 122. Der erste Abschnitt 121 ist in dem ersten Bereich 13 enthalten. Der zweite Abschnitt 122 ist in dem zweiten Bereich 14 enthalten. Der zweite Bereich 14 ist mit einer Vielzahl von Rillen 141 versehen, die sich in einer die Dickenrichtung z kreuzenden Richtung erstrecken und parallel zueinander ausgerichtet sind. Bei dem Halbleiterbauelement A10 sind die Rillen 141 nur im zweiten Abschnitt 122 ausgebildet. Dementsprechend ist das Basiselement 11 im zweiten Bereich 14 vollständig von dem zweiten Abschnitt 122 bedeckt. Andererseits sind im ersten Bereich 13 die Rillen 141 nicht ausgebildet, und die Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A, die dem ersten Abschnitt 121 entspricht, ist flach. Dementsprechend ist die Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs 14 größer als die Oberflächenrauheit des ersten Bereichs 13.
  • Wie in 3 dargestellt, sind die Anschlüsse 20 vom Trägerelement 10 entfernt angeordnet. Die Anschlüsse 20 sind elektrisch mit dem ersten Element 31 verbunden. Die Anschlüsse 20 beinhalten einen ersten Anschluss 21 und einen zweiten Anschluss 22.
  • Wie in 3 dargestellt, erstreckt sich der erste Anschluss 21 entlang der ersten Richtung x und befindet sich in der zweiten Richtung y neben dem Anschlussabschnitt 10B. Der erste Anschluss 21 ist elektrisch mit der zweiten Elektrode 312 des ersten Elements 31 verbunden. Der erste Anschluss 21 entspricht einem Source-Anschluss des Halbleiterbauelements A10. Der erste Anschluss 21 hat einen verdeckten Abschnitt 211 und einen freiliegenden (exponierten) Abschnitt 212. Der verdeckte Abschnitt 211 ist mit dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der freiliegende Abschnitt 212 ist mit dem verdeckten Abschnitt 211 verbunden und vom Versiegelungsharz 50 freigelegt. Der freiliegende Abschnitt 212 erstreckt sich von dem verdeckten Abschnitt 211 zu der von dem Die-Pad-Abschnitt 10A abgewandten Seite in der ersten Richtung x. Die Oberfläche des freiliegenden Abschnitts 212 ist z.B. mit Zinn beschichtet.
  • Wie in 3 dargestellt, erstreckt sich der zweite Anschluss 22 entlang der ersten Richtung x und befindet sich auf der dem ersten Anschluss 21 gegenüberliegenden Seite in Bezug auf den Anschlussabschnitt 10B in der zweiten Richtung y. Der zweite Anschluss 22 ist elektrisch mit der dritten Elektrode 313 des ersten Elements 31 verbunden. Der zweite Anschluss 22 entspricht somit einem Gate-Anschluss des Halbleiterbauelements A10. Der zweite Anschluss 22 hat einen verdeckten Abschnitt 221 und einen freiliegenden Abschnitt 222. Der verdeckte Abschnitt 221 ist mit Versiegelungsharz 50 bedeckt. Der freiliegende Abschnitt 222 ist mit dem verdeckten Abschnitt 221 verbunden und vom Versiegelungsharz 50 freigelegt. Der freiliegende Abschnitt 222 erstreckt sich von dem verdeckten Abschnitt 221 zu der von dem Die-Pad-Abschnitt 10A abgewandten Seite in der ersten Richtung x. Die Oberfläche des freiliegenden Abschnitts 222 ist z.B. mit Zinn beschichtet.
  • Wie in 5 gezeigt, haben in dem Halbleiterbauelement A10 der vom Versiegelungsharz 50 freigelegte Abschnitt des Anschlussabschnitts 10B, der freigelegte Abschnitt 212 des ersten Anschlusses 21 und der freigelegte Abschnitt 222 des zweiten Anschlusses 22 alle die gleiche Höhe h. In der zweiten Richtung y gesehen, überlappt mindestens ein Abschnitt des Anschlussabschnitts 10B mit dem ersten Anschluss 21 und dem zweiten Anschluss 22.
  • Wie in 3 dargestellt, sind die leitenden Elemente 40 mit dem ersten Element 31 und den Anschlüssen 20 gebondet. Dadurch sind das erste Element 31 und die Anschlüsse 20 elektrisch miteinander verbunden. Bei dem Halbleiterbauelement A10 weisen die leitenden Elemente 40 ein erstes Element 41 und ein zweites Element 42 auf.
  • Wie in 3, 6 und 9 dargestellt, ist das erste Element 41 mit der zweiten Elektrode 312 des ersten Elements 31 und dem verdeckten Abschnitt 211 des ersten Anschlusses 21 gebondet. Dadurch ist der erste Anschluss 21 elektrisch mit der zweiten Elektrode 312 verbunden. Die Zusammensetzung des ersten Elements 41 enthält Kupfer. Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist das erste Element 41 ein Metallclip mit einer Standardlänge. Das erste Element 41 ist mittels einer zweiten Bonding-Schicht 49 mit der zweiten Elektrode 312 und dem verdeckten Abschnitt 211 gebondet. Die zweite Bonding-Schicht 49 ist elektrisch leitend. Die Zusammensetzung der zweiten Bonding-Schicht 49 enthält Zinn. Die zweite Bonding-Schicht 49 hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als die erste Bonding-Schicht 39. Die zweite Bonding-Schicht 49 ist z.B. Lot. Wie in 9 dargestellt, ist die Dicke t2 der zweiten Bonding-Schicht 49 geringer als die Dicke t1 der ersten Bonding-Schicht 39. Alternativ kann das erste Element 41 auch ein Draht sein. In diesem Fall wird die zweite Bonding-Schicht 49 nicht benötigt, da das erste Element 41 durch Drahtbonden gebildet wird.
  • Wie in den 3 und 10 dargestellt, ist das zweite Element 42 mit der dritten Elektrode 313 des ersten Elements 31 und dem verdeckten Abschnitt 221 des zweiten Anschlusses 22 gebondet. Dadurch ist der zweite Anschluss 22 elektrisch mit der dritten Elektrode 313 verbunden. Die Zusammensetzung des zweiten Elements 42 weist Aluminium (Al) auf. Bei dem Halbleiterbauelement A10 ist das zweite Element 42 ein Draht. Das zweite Element 42 wird durch Drahtbonden gebildet.
  • Im Folgenden wird der Unterschied zwischen dem ersten Element 41 und dem zweiten Element 42 beschrieben. Das zweite Element 42 hat einen kleineren Elastizitätsmodul (Youngscher Modul) als das erste Element 41. Dies beruht auf der Tatsache, dass die Zusammensetzung des ersten Elements 41 Kupfer und die Zusammensetzung des zweiten Elements 42 Aluminium enthält, wie oben beschrieben. Infolgedessen hat das zweite Element 42 einen größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten als das erste Element 41. Darüber hinaus hat das zweite Element 42 eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das erste Element 41. Wie in 8 gezeigt, ist die Breite B des ersten Elements 41 größer als die Breite (Durchmesser) D des zweiten Elements 42.
  • Wie in 6 und 7 dargestellt, bedeckt das Versiegelungsharz 50 das erste Element 31, die leitenden Elemente 40, einen Abschnitt des Trägerelements 10 und Abschnitte der Anschlüsse 20. Das Versiegelungsharz 50 ist elektrisch isolierend. Das Versiegelungsharz 50 ist aus einem Material, das z.B. schwarzes Epoxidharz aufweist. Das Versiegelungsharz 50 hat eine obere Oberfläche 51, eine untere Oberfläche 52, ein Paar erste Seitenflächen 53, ein Paar zweite Seitenflächen 54, ein Paar Öffnungen 55 und ein Befestigungsloch 56.
  • Wie in 6 und 7 gezeigt, weist die obere Oberfläche 51 in Dickenrichtung z auf die gleiche Seite wie die Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A. Wie in 5 und 7 dargestellt, ist die untere Oberfläche 52 in Dickenrichtung z von der oberen Oberfläche 51 abgewandt. Die Rückseite 102 des Die-Pad-Abschnitts 10A liegt von der unteren Oberfläche 52 aus frei.
  • Wie in den 2 und 4 dargestellt, sind das Paar erster Seitenflächen 53 in der ersten Richtung x voneinander beabstandet. Das Paar erster Seitenflächen 53 ist mit der oberen Oberfläche 51 und der unteren Oberfläche 52 verbunden. Wie in 5 gezeigt, sind ein Abschnitt des Anschlusses 10B, der freiliegende Abschnitt 212 des ersten Anschlusses 21 und der freiliegende Abschnitt 222 des zweiten Anschlusses 22 von einer der beiden ersten Seitenflächen 53 freigelegt.
  • Wie in 2, 4 und 5 gezeigt, sind das Paar zweiter Seitenflächen 54 in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Das Paar zweiter Seitenflächen 54 ist mit der oberen Oberfläche 52 und der unteren Oberfläche 52 verbunden. Wie in 2 dargestellt, sind die beiden Öffnungen 55 in der zweiten Richtung y voneinander beabstandet. Jede der Öffnungen 55 ist von der oberen Oberfläche 51 und einer der beiden zweiten Seitenflächen 54 in Richtung der Innenseite des Versiegelungsharzes 50 zurückgesetzt. Die Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A ist durch das Paar von Öffnungen 55 freigelegt. Wie in 2, 4 und 7 gezeigt, durchdringt das Befestigungsloch 56 das Versiegelungsharz 50 von der oberen Oberfläche 51 bis zur unteren Oberfläche 52 in der Dickenrichtung z. In Dickenrichtung z betrachtet, ist das Befestigungsloch 56 von dem Durchgangsloch 103 des Die-Pad-Abschnitts 10A umfasst. Die Innenumfangsfläche des Die-Pad-Abschnitts 10A, die das Durchgangsloch 103 definiert, ist mit dem Versiegelungsharz 50 bedeckt. Daher ist die maximale Abmessung des Befestigungslochs 56 in Dickenrichtung z gesehen kleiner als die Abmessung des Durchgangslochs 103.
  • Als Nächstes wird ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterbauelements A10 unter Bezugnahme auf die 12 bis 19 beschrieben. Man beachte, dass die Querschnittspositionen in 15 und 16 mit der Querschnittsposition in 11 übereinstimmen.
  • Zunächst wird, wie in 12 gezeigt, die Metallschicht 12 so ausgebildet, dass sie eine Oberfläche 111 des Basiselements 11 des Trägerelements 10 (Die-Pad-Abschnitt 10A) bedeckt. Das Trägerelement 10 ist, ebenso wie die Anschlüsse 20, mit einem in der zweiten Richtung y verlaufenden Verbindungsstab 80 verbunden. Die Oberfläche 111 ist der gleichen Seite zugewandt wie die Vorderseite 101 des Trägerelements 10 in Dickenrichtung z. Die Metallschicht 12 kann durch elektrolytische Beschichtung gebildet werden, wobei das Basiselement 11 als leitendes Element dient, oder sie kann durch Sprühbeschichtung gebildet werden.
  • Als Nächstes wird, wie in 13 dargestellt, ein Bonding-Material 81, das eine Metallzusammensetzung aufweist, auf einem ersten Bereich 821 der Metallschicht 12 aufgebracht. Die Metallzusammensetzung weist Zinn auf. Das Bonding-Material 81 ist Lot (bspw. eine Lot-Paste; engl. cream solder). In diesem Schritt wird auf den ersten Bereich 821 Lot aufgetragen. Alternativ kann das Bonding-Material 81 auch Drahtlot sein.
  • Als Nächstes wird, wie in 14 dargestellt, ein zweiter Bereich 822 der Metallschicht 12 mit einem Laser bestrahlt. Der zweite Bereich 822 grenzt an den ersten Bereich 821 der Metallschicht 12 an. Bei diesem Herstellungsverfahren hat der zweite Bereich 822 eine Rahmenform, die den ersten Bereich 821 und das Bonding-Material 81 in der Dickenrichtung z gesehen umgibt. Man beachte, dass dieser Schritt zwischen dem Schritt der Bildung der Metallschicht 12, wie in 12 gezeigt, und dem Aufbringen des Bonding-Materials 81 auf dem ersten Bereich 821, wie in 13 gezeigt, durchgeführt werden kann. Dementsprechend wird dieser Schritt zwischen dem Schritt der Bildung der Metallschicht 12, wie in 12 gezeigt, und dem Schritt des Bondens des Halbleiterelements 30, wie in 17 gezeigt, durchgeführt.
  • 15 und 16 zeigen jeweils eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht der Metallschicht 12 nach der Laserbestrahlung. Wie in 15 dargestellt, ist der zweite Bereich 822 der Metallschicht 12 mit einer Vielzahl von Rillen 822A versehen, die sich in einer die Dickenrichtung z kreuzenden Richtung erstrecken. Die Rillen 822A sind parallel zueinander ausgerichtet. Wenn die Laserleistung weiter erhöht wird, wird die Metallschicht 12 in einen Zustand wie in 16 gezeigt gebracht. Der in 16 gezeigte zweite Bereich 822 ist mit einer Vielzahl von Schlitzen 822B versehen, die sich in einer die Dickenrichtung z kreuzenden Richtung erstrecken. Das Basiselement 11 wird durch die Schlitze 822B freigelegt.
  • Als Nächstes wird, wie in 17 gezeigt, nachdem das Halbleiterelement 30 (erstes Element 31) auf dem Bonding-Material 81 angeordnet wurde, das Halbleiterelement 30 durch Schmelzen und Verfestigen des Bonding-Materials 81 durch Reflow-Löten (engl. reflow soldering) mit der Metallschicht 12 gebondet. In diesem Schritt wird das Bonding-Material 81 zur ersten Bonding-Schicht 39. Der erste Bereich 821 der Metallschicht 12 wird zum ersten Bereich 13 des Trägerelements 10. Der zweite Bereich 822 der Metallschicht 12 wird zum zweiten Bereich 14 des Trägerelements 10.
  • Als Nächstes wird, wie in 18 gezeigt, das erste Element 41 der leitenden Elemente 40 mit der zweiten Elektrode 312 des Halbleiterelements 30 und mit dem verdeckten Abschnitt 211 des ersten Anschlusses 21 gebondet. Das Bonden des ersten Elements 41 erfolgt durch Clip-Bonden. Dann wird das zweite Element 42 der leitenden Elemente 40 mit der dritten Elektrode 313 des Halbleiterelements 30 und dem verdeckten Abschnitt 221 des zweiten Anschlusses 22 gebondet. Das Bonden des zweiten Elements 42 erfolgt durch Drahtbonden.
  • Als Nächstes wird, wie in 19 gezeigt, ein Versiegelungsharz 83 gebildet, um das Halbleiterelement 30, das erste Element 41 und das zweite Element 42 der leitenden Elemente 40, das Trägerelement 10 und Abschnitte der Anschlüsse 20 zu bedecken. Das Versiegelungsharz 83 kann im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Durch die Formung des Versiegelungsharzes 83 entstehen die Harzgrate (Spritzgrate) 831. Die Harzgrate 831 werden durch den freiliegenden Abschnitt 212 des ersten Anschlusses 21, den freiliegenden Abschnitt 222 des zweiten Anschlusses 22, den Anschlussabschnitt 10B des Trägerelements 10 und den Verbindungstab 80 eingedämmt. Anschließend werden die Harzgrate 831 z.B. mit Hochdruckwasser entfernt. Dann werden die Oberflächen des freiliegenden Abschnitts 212 des ersten Anschlusses 21, des freiliegenden Abschnitts 222 des zweiten Anschlusses 22, des Anschlussabschnitts 10B und der Rückseite 102 des Die-Pad-Abschnitts 10A durch elektrolytische Beschichtung mit Zinn überzogen, wobei der Verbindungsstab 80 als Leitungspfad dient. Zum Schluss wird der Verbindungsstab 80 abgeschnitten, um das Halbleiterbauelement A10 zu erhalten.
  • Im Folgenden wird mit Bezug auf 20 ein Halbleiterbauelement A11 beschrieben, das eine erste Variante des Halbleiterbauelements A10 ist. Man beachte, dass die Querschnittsposition in 20 mit der Querschnittsposition der 11 übereinstimmt.
  • Wie in 20 gezeigt, unterscheidet sich das Halbleiterbauelement A11 von dem Halbleiterbauelement A10 durch die Konfiguration des zweiten Bereichs 14 des Die-Pad-Abschnitts 10A. Bei dem Halbleiterbauelement A11 sind die Rillen 141 des zweiten Bereichs 14 auch in dem Basiselement 11 ausgebildet. Der zweite Abschnitt 122 der Metallschicht 12 ist mit einer Vielzahl von Schlitzen versehen, die in der Dickenrichtung z verlaufen und mit den Rillen 141 verbunden sind. Das Basiselement 11 wird durch die im zweiten Abschnitt 122 ausgebildeten Schlitze freigelegt. Eine solche Konfiguration des zweiten Bereichs 14 wird erreicht, indem die Laserleistung so eingestellt wird, dass der zweite Bereich 822 in einen Zustand wie in 16 gezeigt gebracht wird. Diese Anpassung erfolgt in dem Schritt der Bestrahlung des zweiten Bereichs 822 der Metallschicht 12 mit einem Laser während des Herstellungsprozesses des Halbleiterbauelements A10.
  • Im Folgenden wird mit Bezug auf 21 ein Halbleiterbauelement A12 beschrieben, das eine zweite Variante des Halbleiterbauelements A10 ist. Man beachte, dass die Querschnittsposition in 21 mit der Querschnittsposition der 11 übereinstimmt.
  • Wie in 21 gezeigt, unterscheidet sich das Halbleiterbauelement A12 von dem Halbleiterbauelement A10 durch die Konfiguration des zweiten Bereichs 14 des Die-Pad-Abschnitts 10A. Bei dem Halbleiterbauelement A12 sind die Rillen 141 des zweiten Bereichs 14 in dem Basiselement 11 ausgebildet. Außerdem ist das Halbleiterbauelement A12 so konfiguriert, dass sich der zweite Abschnitt 122 der Metallschicht 12 nicht im zweiten Bereich 14 befindet.
  • Im Folgenden wird mit Bezug auf 22 ein Halbleiterbauelement A13 beschrieben, das eine dritte Variante des Halbleiterbauelements A10 ist. Man beachte, dass die Querschnittsposition in 22 mit der Querschnittsposition der 11 übereinstimmt.
  • Wie in 22 gezeigt, unterscheidet sich das Halbleiterbauelement A13 von dem Halbleiterbauelement A10 durch die Konfiguration des zweiten Bereichs 14 des Die-Pad-Abschnitts 10A. Bei dem zweiten Bereich 14 des Halbleiterbauelements A13 ist die Vorderseite 101 des zweiten Abschnitts 122 der Metallschicht 12 uneben, aber es werden keine getrennten zweiten Bereiche 14 im zweiten Abschnitt 122 gebildet. Auch bei dem Halbleiterbauelement A13 ist die Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs 14 größer als die Oberflächenrauheit des ersten Bereichs 13.
  • Die in den 20 bis 22 dargestellten Konfigurationen der Variationen des Halbleiterbauelements A10 werden durch Änderung der Laserleistung bei der Bestrahlung des zweiten Bereichs 822 der Metallschicht 12 mit dem Laser, wie in 14 dargestellt, im Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements A10 erzielt. Die Konfiguration des Halbleiterbauelements A12 wird z.B. dadurch erreicht, dass die Leistung des Lasers relativ hoch eingestellt wird. Die Konfiguration des Halbleiterbauelements A13 wird dadurch erreicht, dass die Leistung des Lasers relativ niedrig eingestellt wird.
  • Als Nächstes werden die Vorteile des Halbleiterbauelements A10 beschrieben.
  • Das Halbleiterbauelement A10 weist das Trägerelement 10 (Die-Pad-Abschnitt 10A) mit dem Basiselement 11 und der auf dem Basiselement 11 ausgebildeten Metallschicht 12 auf. Das Trägerelement 10 weist den ersten Bereich 13, der mit der Bonding-Schicht (der ersten Bonding-Schicht 39) in Kontakt steht, und den zweiten Bereich 14, der in Dickenrichtung z gesehen an den ersten Bereich 13 angrenzt, auf. Die erste Bonding-Schicht 39 weist eine Metallzusammensetzung in einer festen Phase (Feststoffphase) auf. Der zweite Bereich 14 ist für die flüssige Phase der Metallzusammensetzung (Flüssigphase) stärker abweisend als der erste Bereich 13. Mit anderen Worten, der zweite Bereich 14 ist weniger benetzbar als der erste Bereich 13 in Bezug auf die flüssige Phase der Metallzusammensetzung. So regelt der zweite Bereich 14 beim Bonden des Halbleiterelements 30 mit der Metallschicht 12, wie in 17 im Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements A10 gezeigt, die Benetzung und Ausbreitung des Bonding-Materials 81 in einer Flüssigphase. Das Halbleiterbauelement A10 ist somit in der Lage, die Benetzung und Ausbreitung der ersten Bonding-Schicht 39 auf dem Trägerelement 10 zu regulieren. Die Regulierung der Benetzung und Ausbreitung der ersten Bonding-Schicht 39 kann die Verschiebung des Halbleiterelements 30 auf dem Bonding-Material 81 in einer flüssigen Phase während des Herstellungsprozesses des Halbleiterbauelements A10, wie in 17 gezeigt, verhindern.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A10 kann der zweite Bereich 14 mit den Rillen 141 ausgebildet sein, die sich in einer Richtung quer oder senkrecht zur Dickenrichtung z erstrecken und parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Rillen 141 können in dem zweiten Abschnitt 122 der Metallschicht 12 des Trägerelements 10 ausgebildet sein. Der zweite Bereich 14 kann so gestaltet sein, dass, wie bei dem Halbleiterbauelement A11 zu sehen, die Rillen 141 in dem Basiselement 11 des Trägerelements 10 ausgebildet sind und dass das Trägerelement 10 von dem zweiten Abschnitt 122 aus freiliegt. Alternativ kann der zweite Bereich 14 so konfiguriert sein, dass, wie bei dem Halbleiterbauelement A12 zu sehen, die Rillen 141 in dem Basiselement 11 ausgebildet sind und der zweite Abschnitt 122 nicht vorhanden ist. Darüber hinaus kann der zweite Bereich 14 so konfiguriert sein, dass die in der Metallschicht 12 gebildeten Rillen 141, wie bei dem Halbleiterbauelement A13 zu sehen ist, nicht unbedingt voneinander getrennt sind. Die oben beschriebenen Konfigurationen des zweiten Bereichs 14 können durch Bestrahlung des zweiten Bereichs 822 der Metallschicht 12 mit einem Laser in dem in 14 gezeigten Schritt während des Herstellungsprozesses des Halbleiterbauelements A10 erzielt werden. Dadurch ist die Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs 14 größer als die Oberflächenrauheit des ersten Bereichs 13. Der Unterschied in der Oberflächenrauheit kann ein Faktor für die unterschiedliche Abweisung in Bezug auf die Flüssigphase der in der ersten Bonding-Schicht 39 vorhandenen Metallzusammensetzung sein.
  • Gemäß der Konfiguration des Halbleiterbauelements A10 ist es nicht erforderlich, die Metallschicht 12 präzise nur im Bereich des ersten Bereichs 13 mit Hilfe einer Maske zu formen, um die Benetzung und Ausbreitung der ersten Bonding-Schicht 39 über das Trägerelement 10 zu verhindern. Auf diese Weise kann die Herstellungseffizienz des Halbleiterbauelements A10 verbessert und gleichzeitig die Benetzung und Ausbreitung der ersten Bonding-Schicht 39 auf dem Trägerelement 10 reguliert werden.
  • In der Dickenrichtung z betrachtet, umschließt der zweite Bereich 14 den ersten Bereich 13. Auf diese Weise lässt sich die Benetzung und Ausbreitung der ersten Bonding-Schicht 39 auf dem Trägerelement 10 zuverlässiger steuern.
  • Das Halbleiterbauelement A10 kann ferner die Anschlüsse 20 aufweisen, die vom Trägerelement 10 beabstandet und mit dem Halbleiterelement 30 elektrisch verbunden sind. In der Dickenrichtung z betrachtet, befindet sich zumindest ein Abschnitt des zweiten Bereichs 14 zwischen dem Halbleiterelement 30 und den Anschlüssen 20. Dadurch kann verhindert werden, dass die erste Bonding-Schicht 39 als Brücke zwischen dem Trägerelement 10 und den Anschlüssen 20 wirkt. Dadurch kann ein Kurzschluss zwischen dem Trägerelement 10 und den Anschlüssen 20 verhindert werden.
  • Das Halbleiterbauelement A10 enthält außerdem das Versiegelungsharz 50, das das Halbleiterelement 30 und Abschnitte des Trägerelements 10 und der Anschlüsse 20 bedeckt. Das Versiegelungsharz 50 ist mit dem zweiten Bereich 14 in Kontakt. Dadurch lässt sich die Haftung des Versiegelungsharzes 50 am Trägerelement 10 erhöhen.
  • Die Dicke t1 der ersten Bonding-Schicht 39 ist größer als die Dicke t2 der zweiten Bonding-Schicht 49. Auf diese Weise wird die vom Halbleiterelement 30 während der Verwendung des Halbleiterbauelements A10 erzeugte Wärme eher auf den Die-Pad-Abschnitt 10A übertragen, der ein relativ großes Element ist, als auf die leitenden Elemente 40, die relativ kleine Elemente sind. Dadurch kann die Wärmeableitung des Halbleiterbauelements A10 verbessert werden.
  • Die Zusammensetzung des Basiselements 11 des Trägerelements 10 kann Kupfer aufweisen. Außerdem ist die Dicke T des Basiselements 11 des Die-Pad-Abschnitts 10A größer als die maximale Dicke tmax jedes der Anschlüsse 20. Dadurch kann die Wärmeleitfähigkeit des Die-Pad-Abschnitts 10A verbessert und gleichzeitig die Effizienz der Wärmeleitung in einer Richtung senkrecht zur Dickenrichtung z erhöht werden. Dies trägt zur Verbesserung der Wärmeableitung des Die-Pad-Abschnitts 10A bei.
  • Die Rückseite 102 des Die-Pad-Abschnitts 10A ist in der Dickenrichtung z von der Vorderseite 101 abgewandt. Die Oberfläche der Rückseite 102 kann von dem Versiegelungsharz 50 freigelegt sein. Auf diese Weise können das Halbleiterbauelement 30 und die leitenden Elemente 40 durch die Verwendung des Versiegelungsharzes 50 vor äußeren Einflüssen geschützt und gleichzeitig eine Verschlechterung der Wärmeableitung des Halbleiterbauelements A10 vermieden werden.
  • Im Folgenden wird ein Halbleiterbauelement A20 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 23 bis 25 beschrieben. In diesen Figuren sind Elemente, die mit denen des Halbleiterbauelements A10 identisch oder ihnen ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung dieser Elemente wird weggelassen. Bei der 23 wird das Versiegelungsharz 50 zum besseren Verständnis nur angedeutet. Das Versiegelungsharz 50 ist in der 23 durch eine imaginäre Linie dargestellt.
  • Das Halbleiterbauelement A20 unterscheidet sich von dem Halbleiterbauelement A10 in den Konfigurationen des Halbleiterelements 30 und der leitenden Elemente 40. Die leitenden Elemente 40 weist neben dem ersten Element 41 und dem zweiten Element 42 auch ein drittes Element 43 auf.
  • Wie in 23 und 24 dargestellt, enthält das Halbleiterelement 30 zusätzlich zum ersten Element 31 ein zweites Element 32. Bei dem Halbleiterbauelement A20 ist das erste Element 31 ein IGBT. Das erste Element 31 weist die erste Elektrode 311, die zweite Elektrode 312 und die dritte Elektrode 313, die in den 9 und 10 dargestellt sind, auf. Die erste Elektrode 311 entspricht einer Kollektor-Elektrode. Die zweite Elektrode 312 entspricht einer Emitter-Elektrode. Die dritte Elektrode 313 entspricht einer Gate-Elektrode.
  • Wie in den 23 und 24 dargestellt, sind das zweite Element 32 und das erste Element 31 voneinander beabstandet. Das zweite Element 32 ist z.B. eine Schottky-Diode. Das zweite Element 32 ist parallel zum ersten Element 31 geschaltet. Das zweite Element 32 ist eine so genannte Freilaufdiode, die einen Stromfluss durch das zweite Element 32 anstelle des ersten Elements 31 ermöglicht, wenn das erste Element 31 in Sperrrichtung betrieben wird. Auf diese Weise kann das erste Element 31 vor Verpolung geschützt werden. Die Art des zweiten Elements 32 ist nicht auf eine Diode beschränkt. Das zweite Element 32 kann von beliebiger Art sein, solange es auf der Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A mittels der ersten Bonding-Schicht 39 in der gleichen Weise wie das erste Element 31 angebracht werden kann.
  • Wie in 25 dargestellt, hat das zweite Element 32 eine erste Elektrode 321 und eine zweite Elektrode 322. Die erste Elektrode 321 ist so angeordnet, dass sie der Vorderseite 101 des Die-Pad-Abschnitts 10A zugewandt ist. Die erste Elektrode 321 entspricht einer Kathodenelektrode des zweiten Elements 32. Die erste Elektrode 321 ist mittels der ersten Bonding-Schicht 39 mit der Vorderseite 101 gebondet. Dementsprechend weist der Die-Pad-Abschnitt 10A einen Abschnitt auf, der mit der ersten Bonding-Schicht 39 in Kontakt steht, die die Vorderseite 101 und die erste Elektrode 321 miteinander verbindet, und dieser Abschnitt des Die-Pad-Abschnitts 10A entspricht auch dem ersten Bereich 13 des Trägerelements 10. Die erste Elektrode 321 ist mittels der ersten Bonding-Schicht 39 und das Trägerelement 10 elektrisch mit der ersten Elektrode 311 des ersten Elements 31 verbunden. Die zweite Elektrode 322 ist auf der der ersten Elektrode 321 in Dickenrichtung z gegenüberliegenden Seite angebracht. Die zweite Elektrode 322 entspricht einer Anodenelektrode des zweiten Elements 32.
  • Wie in den 24 und 25 dargestellt, ist das dritte Element 43 der leitenden Elemente 40 über die zweite Bonding-Schicht 49 mit der zweiten Elektrode 312 des ersten Elements 31 und der zweiten Elektrode 322 des zweiten Elements 32 gebondet. Die Zusammensetzung des dritten Elements 43 enthält Kupfer. Wie das erste Element 41 ist das dritte Element 43 des Halbleiterbauelements A20 ein Metallclip mit einer Standardlänge. Die zweite Elektrode 322 des zweiten Elements 32 und die zweite Elektrode 312 des ersten Elements 31 sind somit elektrisch miteinander verbunden.
  • Wie in 23 dargestellt, befindet sich zumindest ein Abschnitt des zweiten Bereichs 14 des Trägerelements 10 zwischen dem ersten Element 31 und dem zweiten Element 32. In Dickenrichtung z gesehen, umgibt der zweite Bereich 14 den ersten Bereich 13 des Trägerelements 10, in dem das erste Element 31 mittels der ersten Bonding-Schicht 39 angeordnet ist, und umgibt ebenfalls den ersten Bereich 13 des Trägerelements 10, in dem das zweite Element 32 mittels der ersten Bonding-Schicht 39 angeordnet ist.
  • Als Nächstes werden die Vorteile des Halbleiterbauelements A20 beschrieben.
  • Das Halbleiterbauelement A20 weist das Trägerelement 10 (Die-Pad-Abschnitt 10A) mit dem Basiselement 11 und der auf dem Basiselement 11 ausgebildeten Metallschicht 12 auf. Das Trägerelement 10 weist die ersten Bereiche 13, die mit den Bonding-Schichten (den ersten Bonding-Schichten 39) in Kontakt stehen, und den zweiten Bereich 14, der in Dickenrichtung z gesehen an die ersten Bereiche 13 angrenzt, auf. Die ersten Bonding-Schichten 39 weisen jeweils eine Metallzusammensetzung in einer festen Phase auf. Der zweite Bereich 14 ist für die flüssige Phase der Metallzusammensetzung stärker abweisend als die ersten Bereiche 13. Somit ist das Halbleiterbauelement A20 auch in der Lage, die Benetzung und Ausbreitung der ersten Bonding-Schichten 39 auf dem Trägerelement 10 zu steuern.
  • Bei dem Halbleiterbauelement A20 weisen das Halbleiterelement 30 das erste Element 31 und das zweite Element 32, die voneinander beabstandet sind, auf. In Dickenrichtung z betrachtet, befindet sich zumindest ein Abschnitt des zweiten Bereichs 14 des Trägerelements 10 zwischen dem ersten Element 31 und dem zweiten Element 32. Dadurch kann die erste Bonding-Schicht 39, die die Vorderseite 101 des Trägerelements 10 und das erste Element 31 gebondet hat, sowie die erste Bonding-Schicht 39, die die Vorderseite 101 und das zweite Element 32 gebondet hat, so eingestellt werden, dass sich diese ersten Bonding-Schichten 39 nicht im flüssigen Zustand über das Trägerelement 10 ausbreiten.
  • Das Halbleiterelement 30 gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen ist hauptsächlich zur Verwendung bei der Energieumwandlung bestimmt. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das Halbleiterelement 30 für eine solche Verwendung beschränkt und gilt auch für andere Halbleiterelemente 30 für verschiedene Anwendungen, sofern sie mittels der ersten Bonding-Schichten 39 an das Trägerelement 10 gebondet sind.
  • Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt. An den spezifischen Konfigurationen der Elemente der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Konstruktionsänderungen vorgenommen werden.
  • Die vorliegende Offenbarung umfasst auch die Ausführungsformen, die in den folgenden Abschnitten beschrieben werden.
  • Klausel 1
  • Halbleiterbauelement, aufweisend:
    • ein Trägerelement mit einer in Dickenrichtung weisenden Vorderseite;
    • ein Halbleiterelement, das auf der Vorderseite angebracht ist; und
    • eine Bonding-Schicht, die die Vorderseite und das Halbleiterelement miteinander bondet,
    • wobei das Trägerelement ein Basiselement und eine Metallschicht aufweist, die auf dem Basiselement angebracht ist und die Vorderseite bildet,
    • wobei das Trägerelement einen ersten Bereich aufweist, der mit der Bonding-Schicht in Kontakt steht, und einen zweiten Bereich, der aus Dickenrichtung gesehen an den ersten Bereich angrenzt,
    • wobei die Bonding-Schicht eine Metallzusammensetzung in einer Feststoffphase aufweist, und
    • wobei der zweite Bereich für eine Flüssigphase der Metallzusammensetzung stärker abweisend ist als der erste Bereich.
  • Klausel 2
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 1, wobei eine Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs größer ist als eine Oberflächenrauheit des ersten Bereichs.
  • Klausel 3
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 2, wobei der zweite Bereich mit einer Vielzahl von Rillen ausgebildet ist, die sich in einer die Dickenrichtung kreuzenden Richtung erstrecken und parallel zueinander ausgerichtet sind.
  • Klausel 4
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 3, wobei die Metallschicht einen ersten Abschnitt aufweist, der in dem ersten Bereich enthalten ist, und einen zweiten Abschnitt, der in dem zweiten Bereich enthalten ist.
  • Klausel 5
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 4, wobei das Basiselement von dem zweiten Abschnitt freigelegt ist.
  • Klausel 6
  • Halbleiterbauelement nach einer der Klauseln 1 bis 5, wobei der zweite Bereich den ersten Bereich in Dickenrichtung gesehen umgibt.
  • Klausel 7
  • Halbleiterbauelement nach einer der Klauseln 1 bis 6,
    wobei das Halbleiterelement ein erstes Element und ein zweites Element aufweist, die voneinander beabstandet sind, und
    wobei zumindest ein Abschnitt des zweiten Bereichs in Dickenrichtung gesehen zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element liegt.
  • Klausel 8
  • Halbleiterbauelement nach einer der Klauseln 1 bis 7, wobei eine Zusammensetzung des Basiselements Kupfer enthält.
  • Klausel 9
  • Halbleiterbauelement nach einer der Klausel 1 bis 8, wobei eine Zusammensetzung der Metallschicht Silber enthält.
  • Klausel 10
  • Halbleiterbauelement nach einer der Klausel 1 bis 9, wobei die Metallzusammensetzung Zinn enthält.
  • Klausel 11
  • Halbleiterbauelement nach einer der Klauseln 1 bis 10, ferner aufweisend: einen Anschluss, der von dem Trägerelement beabstandet ist und elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden ist,
    wobei zumindest ein Abschnitt des zweiten Bereichs in Dickenrichtung gesehen zwischen dem Halbleiterelement und dem Anschluss angeordnet ist.
  • Klausel 12
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 11, wobei die Zusammensetzung des Anschlusses die gleiche ist wie die Zusammensetzung des Basiselements.
  • Klausel 13
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 11 oder 12, ferner aufweisend: ein Versiegelungsharz, das das Halbleiterelement und jeweils einen Abschnitt des Trägerelements und des Anschlusses bedeckt,
    wobei das Versiegelungsharz in Kontakt mit dem zweiten Bereich steht.
  • Klausel 14
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 13, ferner aufweisend: ein leitendes Element, das mit dem Halbleiterelement und dem Anschluss gebondet ist,
    wobei das leitende Element mit dem Versiegelungsharz bedeckt ist.
  • Klausel 15
  • Halbleiterbauelement nach Klausel 13 oder 14, wobei das Trägerelement wobei das Trägerelement eine in Dickenrichtung von der Vorderseite abgewandte Rückseite aufweist, und
    wobei die Rückseite von dem Versiegelungsharz freigelegt ist.
  • Klausel 16
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das die folgenden Schritte aufweist:
    • Bilden einer Metallschicht auf einem Basiselement mit einer in Dickenrichtung weisenden Vorderseite, sodass die Metallschicht die Vorderseite bedeckt,
    • Anordnen eines Bonding-Materials auf einem ersten Bereich der Metallschicht, wobei das Bonding-Material eine Metallzusammensetzung aufweist;
    • Anordnen eines Halbleiterelements auf dem Bonding-Material; und
    • Bonden des Halbleiterelements mit der Metallschicht durch Schmelzen und Verfestigen des Bonding-Materials,
    • wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Bestrahlens eines zweiten Bereichs der Metallschicht mit einem Laser zwischen dem Schritt des Bildens der Metallschicht und dem Schritt des Anordnens des Halbleiterelements aufweist, wobei der zweite Bereich an den ersten Bereich angrenzt.
  • Klausel 17
  • Verfahren nach Klausel 16, wobei in dem Schritt des Bestrahlens des zweiten Bereichs mit einem Laser eine Vielzahl von Rillen in dem zweiten Bereich gebildet wird, wobei sich die Vielzahl von Rillen in einer die Dickenrichtung kreuzenden Richtung erstreckt und parallel zueinander ausgerichtet ist.
  • Klausel 18
  • Verfahren nach Klausel 16, wobei in dem Schritt des Bestrahlens des zweiten Bereichs mit einem Laser eine Vielzahl von Schlitzen in dem zweiten Bereich gebildet wird, wobei sich die Vielzahl von Schlitzen in einer die Dickenrichtung kreuzenden Richtung erstreckt und parallel zueinander ausgerichtet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • A10, A20
    Halbleiterbauelement
    10
    Trägerelement
    101
    Vorderseite
    102
    Rückseite
    103
    Durchgangsloch
    10A
    Die-Pad-Abschnitt
    10B
    Anschlussabschnitt
    11
    Basiselement
    111
    Oberfläche
    12
    Metallschicht
    121
    Erster Abschnitt
    122
    Zweiter Abschnitt
    13
    Erster Bereich
    14
    Zweiter Bereich
    141
    Rillen
    20
    Anschluss
    21
    Erster Anschluss
    211
    Verdeckter Abschnitt
    212
    Freiliegender Abschnitt
    22
    Zweiter Anschluss
    221
    Verdeckter Abschnitt
    222
    Freiliegender Abschnitt
    30
    Halbleiterelement
    31
    Erstes Element
    311
    Erste Elektrode
    312
    Zweite Elektrode
    313
    Dritte Elektrode
    32
    Zweites Element
    321
    Erste Elektrode
    322
    Zweite Elektrode
    39
    Erste Bonding-Schicht
    40
    Leitendes Element
    41
    Erstes Element
    42
    Zweites Element
    43
    Drittes Element
    49
    Zweite Bonding-Schicht
    50
    Versiegelungsharz
    51
    Obere Oberfläche
    52
    Untere Oberfläche
    53
    Erste Seitenfläche
    54
    Zweite Seitenfläche
    55
    Öffnung
    56
    Befestigungsloch
    80
    Verbindungsstab (engl. tie bar)
    81
    Bonding-Material
    821
    Erster Bereich
    822
    Zweiter Bereich
    822A
    Rille
    822B
    Schlitz
    83
    Versiegelungsharz
    831
    Harzgrat (Spritzgrat)
    z
    Dickenrichtung
    x
    Erste Richtung
    y
    Zweite Richtung
  • 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 2001274206 A [0004]

Claims (18)

  1. Halbleiterbauelement, aufweisend: ein Trägerelement mit einer in Dickenrichtung weisenden Vorderseite; ein Halbleiterelement, das auf der Vorderseite angebracht ist; und eine Bonding-Schicht, die die Vorderseite und das Halbleiterelement miteinander bondet, wobei das Trägerelement ein Basiselement und eine Metallschicht aufweist, die auf dem Basiselement angebracht ist und die Vorderseite bildet, wobei das Trägerelement einen ersten Bereich aufweist, der mit der Bonding-Schicht in Kontakt steht, und einen zweiten Bereich, der aus Dickenrichtung gesehen an den ersten Bereich angrenzt, wobei die Bonding-Schicht eine Metallzusammensetzung in einer Feststoffphase aufweist, und wobei der zweite Bereich für eine Flüssigphase der Metallzusammensetzung stärker abweisend ist als der erste Bereich.
  2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, wobei eine Oberflächenrauheit des zweiten Bereichs größer ist als eine Oberflächenrauheit des ersten Bereichs.
  3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, wobei der zweite Bereich mit einer Vielzahl von Rillen ausgebildet ist, die sich in einer die Dickenrichtung kreuzenden Richtung erstrecken und parallel zueinander ausgerichtet sind.
  4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, wobei die Metallschicht einen ersten Abschnitt aufweist, der in dem ersten Bereich enthalten ist, und einen zweiten Abschnitt, der in dem zweiten Bereich enthalten ist.
  5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, wobei das Basiselement von dem zweiten Abschnitt aus freigelegt ist.
  6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Bereich den ersten Bereich in Dickenrichtung gesehen umschließt.
  7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Halbleiterelement ein erstes Element und ein zweites Element enthält, die voneinander beabstandet sind, und wobei zumindest ein Abschnitt des zweiten Bereichs in Dickenrichtung gesehen zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element liegt.
  8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Zusammensetzung des Basiselements Kupfer enthält.
  9. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Zusammensetzung der Metallschicht Silber enthält.
  10. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Metallzusammensetzung Zinn enthält.
  11. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: einen Anschluss, der vom Trägerelement entfernt liegt und elektrisch mit dem Halbleiterelement verbunden ist, wobei zumindest ein Abschnitt des zweiten Bereichs in Dickenrichtung gesehen zwischen dem Halbleiterelement und dem Anschluss angeordnet ist.
  12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 11, wobei die Zusammensetzung des Anschlusses die gleiche ist wie die Zusammensetzung des Basiselements.
  13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 11 oder 12, ferner aufweisend: ein Versiegelungsharz, das das Halbleiterelement und jeweils einen Abschnitt des Trägerelements und des Anschlusses bedeckt, wobei das Versiegelungsharz in Kontakt mit dem zweiten Bereich steht.
  14. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13, ferner aufweisend: ein leitendes Element, das mit dem Halbleiterelement und dem Anschluss gebondet ist, wobei das leitende Element mit dem Versiegelungsharz bedeckt ist.
  15. Halbleiterbauelement nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Trägerelement eine in Dickenrichtung von der Vorderseite abgewandte Rückseite aufweist, und wobei die Rückseite von dem Versiegelungsharz freigelegt ist.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, das die folgenden Schritte aufweist: Bilden einer Metallschicht auf einem Basiselement mit einer in Dickenrichtung weisenden Vorderseite, sodass die Metallschicht die Vorderseite bedeckt, Anordnen eines Bonding-Materials auf einem ersten Bereich der Metallschicht, wobei das Bonding-Material eine Metallzusammensetzung aufweist; Anordnen eines Halbleiterelements auf dem Bonding-Material; und Bonden des Halbleiterelements mit der Metallschicht durch Schmelzen und Verfestigen des Bonding-Materials, wobei das Verfahren ferner einen Schritt des Bestrahlens eines zweiten Bereichs der Metallschicht mit einem Laser zwischen dem Schritt des Bildens der Metallschicht und dem Schritt des Anordnens des Halbleiterelements aufweist, wobei der zweite Bereich an den ersten Bereich angrenzt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei in dem Schritt des Bestrahlens des zweiten Bereichs mit einem Laser eine Vielzahl von Rillen in dem zweiten Bereich gebildet wird, wobei sich die Vielzahl von Rillen in einer die Dickenrichtung kreuzenden Richtung erstreckt und parallel zueinander ausgerichtet ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei in dem Schritt des Bestrahlens des zweiten Bereichs mit einem Laser eine Vielzahl von Schlitzen in dem zweiten Bereich gebildet wird, wobei sich die Vielzahl von Schlitzen in einer die Dickenrichtung kreuzenden Richtung erstreckt und parallel zueinander ausgerichtet ist.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274206A (ja) 2000-03-23 2001-10-05 Nec Corp 半導体パッケージ用接続導体、半導体パッケージ、及び半導体パッケージの組立方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3895570B2 (ja) * 2000-12-28 2007-03-22 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
WO2011142006A1 (ja) * 2010-05-12 2011-11-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP6636846B2 (ja) * 2016-04-14 2020-01-29 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
DE112017002424T5 (de) * 2016-05-11 2019-01-31 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitereinheit und verfahren zur herstellung einer halbleitereinheit
JP2020145320A (ja) * 2019-03-06 2020-09-10 株式会社デンソー 半導体装置
JP7207150B2 (ja) * 2019-05-15 2023-01-18 株式会社デンソー 半導体装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274206A (ja) 2000-03-23 2001-10-05 Nec Corp 半導体パッケージ用接続導体、半導体パッケージ、及び半導体パッケージの組立方法

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