DE112021007442T5 - Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Katsuhiko Kondo
Takuya SHIRATSURU
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Abstract

Bereitgestellt werden eine Halbleitervorrichtung, die imstande ist, eine Schädigung an einem Harzgehäuse durch Erhitzen während der Herstellung zu reduzieren, und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das imstande ist, eine Schädigung an einem Harzgehäuse durch Erhitzen während der Herstellung zu reduzieren. Eine Halbleitervorrichtung weist eine Basisplatte, ein Isoliersubstrat, ein Halbleiterelement und ein Harzgehäuse auf, wobei die Basisplatte einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, welche Bereiche sind, die in Draufsicht an voneinander verschiedenen Positionen gelegen sind, das Isoliersubstrat auf eine obere Oberfläche des zweiten Bereichs in der Basisplatte gebondet ist, das Isoliersubstrat eine Schaltungsstruktur auf einer oberen Oberfläche aufweist, das Halbleiterelement auf die Schaltungsstruktur gebondet ist, das Harzgehäuse auf eine obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte gebondet ist und ein Wärmewiderstand zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte höher ist als ein Wärmewiderstand zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des zweiten Bereichs in der Basisplatte.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Patentdokument 1 offenbart eine ein Gehäuse aufweisende Halbleitervorrichtung.
  • DOKUMENTE NACH DEM STAND DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENT(E)
  • Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2019-067886
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Wenn eine Temperatur eines Harzgehäuses zur Zeit der Herstellung einer Halbleitervorrichtung durch Erhitzen hoch wird, erleidet das Harzgehäuse eine Schädigung. Solch ein Problem wird im Patentdokument 1 nicht ausreichend berücksichtigt.
  • Die vorliegende Offenbarung dient dazu, solch ein Problem zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Halbleitervorrichtung, die imstande ist, eine Schädigung an einem Harzgehäuse durch Erhitzen während der Herstellung zu reduzieren, und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bereitzustellen, das imstande ist, eine Schädigung an einem Harzgehäuse durch Erhitzen während der Herstellung zu reduzieren.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Halbleitervorrichtung, die eine Basisplatte, ein Isoliersubstrat, ein Halbleiterelement und ein Harzgehäuse aufweist, wobei die Basisplatte einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, welche Bereiche sind, die in Draufsicht an voneinander verschiedenen Positionen gelegen sind, das Isoliersubstrat auf eine obere Oberfläche des zweiten Bereichs in der Basisplatte gebondet ist, das Isoliersubstrat eine Schaltungsstruktur auf einer oberen Oberfläche aufweist, das Halbleiterelement auf die Schaltungsstruktur gebondet ist, das Harzgehäuse auf eine obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte gebondet ist und ein Wärmewiderstand zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte höher ist als ein Wärmewiderstand zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des zweiten Bereichs in der Basisplatte.
  • EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, die imstande ist, eine Schädigung an einem Harzgehäuse durch Erhitzen während der Herstellung zu reduzieren.
  • Diese und andere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung offenbarten Technik werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
    • [1] Eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 veranschaulicht.
    • [2] Eine Draufsicht einer Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1.
    • [3] Eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 veranschaulicht.
    • [4] Eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 veranschaulicht.
    • [5] Eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 4 veranschaulicht.
    • [6] Eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 5 veranschaulicht.
    • [7] Eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 6 veranschaulicht.
    • [8] Ein Diagramm, um einen Prozess zum Ausbilden einer Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 zu erläutern.
    • [9] Ein Diagramm, um einen Prozess zum Ausbilden der Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 zu erläutern.
    • [10] Ein Diagramm, um einen Prozess zum Ausbilden der Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 6 zu erläutern.
    • [11] Eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform 7 veranschaulicht.
    • [12] Ein Diagramm, um einen Prozess zum Ausbilden einer Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 7 zu erläutern.
    • [13] Ein Diagramm, um einen Prozess zum Ausbilden der Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 7 zu erläutern.
    • [14] Ein Diagramm, um einen Prozess zum Ausbilden der Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 7 zu erläutern.
    • [15] Ein Diagramm, um einen Prozess zum Ausbilden der Basisplatte der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 7 zu erläutern.
    • [16] Ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
  • Im Folgenden gibt in der Beschreibung hierin ein Ausdruck oben und unten an, dass es sich bei einer Richtung einer Halbleitervorrichtung um eine obere Richtung handelt und es sich bei deren entgegengesetzter Richtung um eine untere Richtung handelt, so dass eine Aufwärts-Abwärts-Richtung zur Zeit der Herstellung oder Nutzung der Halbleitervorrichtung nicht eingeschränkt wird.
  • <A. Ausführungsform 1 >
  • <A-1. Konfiguration>
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform 1 veranschaulicht.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 weist eine Basisplatte 1, ein Isoliersubstrat 2, ein Halbleiterelement 3, ein Harzgehäuse 4, ein Versiegelungsmaterial 20 und eine Elektrode 25 auf.
  • Die Basisplatte 1 hat eine plattenartige Form.
  • Die Basisplatte 1 weist einen äußeren peripheren Bereich 51 (ein Beispiel eines ersten Bereichs) und einen zentralen Bereich 52 (ein Beispiel eines zweiten Bereichs) auf, welche Bereiche sind, die in Draufsicht an voneinander verschiedenen Positionen gelegen sind. Die Basisplatte 1 weist ein Element bzw. Bauteil 1a und ein Bauteil 5 auf. Ein Bereich in der Basisplatte 1, der vom Bauteil 5 gebildet wird, ist der äußere periphere Bereich 51, und ein Bereich in der Basisplatte 1, der vom Bauteil 1a gebildet wird, ist der zentrale Bereich 52.
  • 2 ist eine Draufsicht der Basisplatte 1. Das Bauteil 1a befindet sich in einem zentralen Teil der Basisplatte 1, und das Bauteil 5 ist in einem äußeren peripheren Teil der Basisplatte 1 gelegen.
  • Das Bauteil 5 weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a auf. Bei dem Bauteil 1a handelt es sich beispielsweise um ein Metall. Das Bauteil 1a ist beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt bzw. geschaffen. Bei dem Bauteil 5 handelt es sich beispielsweise um ein Metall. Das Bauteil 5 ist beispielsweise aus einem Material der Eisenreihe geschaffen.
  • Das Bauteil 1a und das Bauteil 5 werden beispielsweise, nachdem sie separat ausgebildet sind, durch ein Verbindungs- bzw. Bonding-Verfahren wie etwa Reibrührschweißen (FSW) (engl.: friction stir welding) integriert. Wenn sowohl das Bauteil 1a als auch das Bauteil 5 aus einem Metall bestehen, können das Bauteil 1a und das Bauteil 5 mittels FSW integriert werden.
  • Das Isoliersubstrat 2 umfasst eine Schaltungsstruktur 2a, eine Isolierschicht 2b und eine Schaltungsstruktur 2c. Die Schaltungsstruktur 2a ist auf einer Hauptoberfläche der Isolierschicht 2b angeordnet, und die Schaltungsstruktur 2c ist auf der anderen Hauptoberfläche der Isolierschicht 2b angeordnet. Die Schaltungsstruktur 2a ist auf einer Hauptoberfläche selektiv ausgebildet, um eine für die Halbleitervorrichtung 100 notwendige Schaltung zu bilden.
  • Die Schaltungsstruktur 2c des Isoliersubstrats 2 ist durch ein Bonding-Material 22 auf eine obere Oberfläche des zentralen Bereichs 52 in der Basisplatte 1 gebondet. Bei dem Bonding-Material 22 handelt es sich beispielsweise um ein Lötmetall. Das Bonding-Material 22 ist beispielsweise bleifreies Lötmetall wie etwa ein Lötmetall der Sn-Ag-Reihe. Das Isoliersubstrat 2 muss nicht die Schaltungsstruktur 2c aufweisen. In solch einem Fall sind die Basisplatte 1 und die Isolierschicht 2b des Isoliersubstrats 2 aneinander gebondet.
  • Die Isolierschicht 2b ist beispielsweise eine Keramikschicht. Die Isolierschicht 2b besteht beispielsweise aus einer Keramik wie etwa Al2O3, AIN oder Si3N4.
  • Sowohl bei der Schaltungsstruktur 2a als auch der Schaltungsstruktur 2c handelt es sich um einen Leiter. Jede der Schaltungsstruktur 2a und der Schaltungsstruktur 2c ist beispielsweise ein Metall. Sowohl die Schaltungsstruktur 2a als auch die Schaltungsstruktur 2c bestehen aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
  • Eine Elektrode (zum Beispiel eine Kollektor-Elektrode) auf einer Seite einer unteren Oberfläche des Halbleiterelements 3 ist über das Bonding-Material 21 auf die Schaltungsstruktur 2a gebondet. Bei dem Bonding-Material 21 handelt es sich beispielsweise um ein Lötmetall. Das Bonding-Material 21 ist beispielsweise ein bleifreies Lötmetall wie etwa ein Lötmetall der Sn-Ag-Reihe.
  • Das Halbleiterelement 3 weist eine Elektrode (zum Beispiel eine Emitter-Elektrode und eine Gate-Elektrode) ebenfalls auf einer Seite einer oberen Oberfläche auf. Verschiedene Arten einer Verdrahtung wie etwa ein Bonding-Draht und eine Metallplatte sind beispielsweise mit der Elektrode auf der Seite der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 3 verbunden. Beispielsweise ist, wie in 1 veranschaulicht ist, die Elektrode 25 mittels eines Bonding-Materials 23 an die Elektrode (zum Beispiel eine Emitter-Elektrode) auf der Seite der oberen Oberfläche des Halbleiterelements 3 gebondet. Bei dem Bonding-Material 23 handelt es sich beispielsweise um ein Lötmetall. Das Bonding-Material 23 ist beispielsweise ein bleifreies Lötmetall wie etwa ein Lötmetall der Sn-Ag-Reihe. Die Elektrode 25 dient dazu, der Halbleitervorrichtung 100 elektrische Leistung bzw. Energie von einer Außenseite der Halbleitervorrichtung 100 zuzuführen. Die Elektrode 25 kann an die Schaltungsstruktur 2a anstelle des Halbleiterelements 3 gebondet sein.
  • 1 veranschaulicht zwei Halbleiterelemente 3; jedoch kann die Anzahl an in der Halbleitervorrichtung 100 enthaltenen Halbleiterelementen 3 eins oder drei oder mehr betragen. Wenn die Halbleitervorrichtung 100 eine Vielzahl von Halbleiterelementen enthält, kann die Vielzahl von Halbleiterelementen gleich sein oder kann sich auch voneinander unterscheiden.
  • Das Halbleiterelement 3 ist ein Leistungs-Halbleiterelement, das beispielsweise einen Si-Halbleiter, einen SiC-Halbleiter oder einen GaN-Halbleiter enthält. Das Halbleiterelement 3 ist beispielweise ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), eine Diode, ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder ein rückwärts leitender IGBT (RC-IGBT). Diese Halbleiterelemente erzeugen im Betrieb viel Wärme, so dass es wichtig ist, hohe Wärmeableitungseigenschaften sicherzustellen.
  • Das Harzgehäuse 4 ist ein aus Harz bestehendes Gehäuse. Das Harzgehäuse 4 ist aus einem Polyphenylensulfid (PPS) gebildet.
  • Das Harzgehäuse 4 ist so auf der Basisplatte 1 angeordnet, dass es eine Schaltung in der Halbleitervorrichtung 100, die das Halbleiterelement 3 enthält, in Draufsicht umgibt. Das Harzgehäuse 4 ist beispielsweise durch ein (nicht dargestelltes) Klebemittel auf eine obere Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 gebondet.
  • Das Harzgehäuse 4 kann an allein die obere Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 gebondet sein oder kann auch über die obere Oberfläche des äußeren Bereichs 51 und die obere Oberfläche des zentralen Bereichs 52 gebondet sein. Wenn das Bauteil 5 mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit nur in einem Bereich angeordnet ist, in dem das Harzgehäuse 4 an die obere Oberfläche gebondet ist, kann eine Reduzierung der Wärmeableitungseigenschaften vom Halbleiterelement 3 unterdrückt werden. Wenn das Bauteil 5 mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit in einem gesamten Bereich angeordnet ist, in dem das Harzgehäuse 4 an die obere Oberfläche gebondet ist, kann eine Schädigung am Harzgehäuse 4 zum Zeitpunkt einer Erwärmung von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus in einem Herstellungsprozess unterdrückt werden.
  • Eine Innenseite des Harzgehäuses 4 ist durch das Versiegelungsmaterial 20 versiegelt. Durch das Versiegelungsmaterial 20 wird eine Schaltung in der Halbleitervorrichtung 100 geschützt. Bei dem Versiegelungsmaterial 20 handelt es sich beispielsweise um ein Harz. Das Versiegelungsmaterial 20 ist beispielsweise ein Silikongel oder Epoxidharz.
  • <A-2. Herstellungsverfahren>
  • 16 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht.
  • Zunächst wird die Basisplatte 1 präpariert (Schritt S1). Die Basisplatte 1 wird gebildet, indem das Bauteil 1a und das Bauteil 5 mittels FSW gebondet werden, nachdem das Bauteil 1a und das Bauteil 5 separat ausgebildet sind, wie beispielsweise oben beschrieben ist.
  • Nach dem Schritt S1 werden die Basisplatte 1 und das Isoliersubstrat 2 durch das Bonding-Material 22 gebondet (Schritt S2).
  • Nach Schritt S2 werden die Schaltungsstruktur 2a des Isoliersubstrats 2 und das Halbleiterelement 3 durch das Bonding-Material 21 gebondet (Schritt S3).
  • Nach Schritt S3 wird unter Verwendung eines Bonding-Drahts etc. eine Verdrahtung zum Bilden der Schaltung der Halbleitervorrichtung 100 durchgeführt (Schritt S4).
  • Nach Schritt S4 werden die Basisplatte 1 und das Harzgehäuse 4 gebondet (Schritt S5). Die Basisplatte 1 und das Harzgehäuse 4 werden beispielsweise durch ein Klebemittel gebondet. Die Basisplatte 1 und das Harzgehäuse 4 können durch eine Schraube gebondet bzw. verbunden werden. Die Elektrode 25 wird am Harzgehäuse 4 angebracht. Das Bonding-Material 23 wird zum Zeitpunkt des Bondens des Harzgehäuses 4 an die Basisplatte 1 zwischen der Elektrode 25 und dem Halbleiterelement 3 angeordnet.
  • Nach Schritt S5 werden die Elektrode 25 und das Halbleiterelement 3 durch Erhitzen von einer Seite einer unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus mittels eines Reflow- bzw. Wiederaufschmelzverfahrens gebondet. Dementsprechend werden die Elektrode 25 und das Halbleiterelement 3 gebondet (Schritt S6). Beispielsweise handelt es sich bei dem Bonding-Material 23 um ein Lötmetall und werden die Elektrode 25 und das Halbleiterelement 3 mittels des Wiederaufschmelzverfahrens verlötet.
  • Die Basisplatte 1 und das Isoliersubstrat 2 können durch ein Verfahren gebondet werden, bei dem die Basisplatte 1 und das Isoliersubstrat mit dem Bonding-Material 22 dazwischen in Schritt S2 vorübergehend fixiert und sie in Schritt S6 mittels des Wiederaufschmelzverfahrens gebondet werden. Die Schaltungsstruktur 2a und das Halbleiterelement 3 können durch ein Verfahren gebondet werden, bei dem die Schaltungsstruktur 2a und das Halbleiterelement 3 mit dem Bonding-Material 21 dazwischen in Schritt S3 vorübergehend fixiert und sie in Schritt S6 mittels des Wiederaufschmelzverfahrens gebondet werden.
  • Nach Schritt S6 wird die Innenseite des Harzgehäuses 4 mittels des Versiegelungsmaterials 20 versiegelt (Schritt S7).
  • Die Halbleitervorrichtung 100 wird durch die oben beschriebenen Prozesse erhalten.
  • Wenn das Löten mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, während die Basisplatte 1 und das Harzgehäuse 4 im Prozess zum Herstellen der Halbleitervorrichtung 100 gebondet werden, wird die Basisplatte 1 mit einer Wärmequelle wie etwa einer Heizeinrichtung in Kontakt gebracht, um das Lötmetall in kurzer Zeit zu schmelzen. Die Wärme von der Wärmequelle wird auch auf das an die Basisplatte 1 gebondete Harzgehäuse 4 übertragen. Das Lötmetall muss auf eine Temperatur erhitzt werden, die gleich einem oder höher als ein Schmelzpunkt ist, um das Lötmetall zu schmelzen. Obgleich das Harzgehäuse 4 beispielsweise aus einem Harz mit hoher Wärmebeständigkeit wie etwa PPS besteht, ist dessen Schmelzpunkt beispielsweise nur geringfügig höher als jener des Lötmetalls. Wenn die Temperatur des Harzgehäuses 4 zu hoch wird, besteht die Möglichkeit, dass das Harzgehäuse 4 eine Schädigung wie etwa eine Erweichung oder ein Schmelzen des Harzes und letztendlich das Auftreten eines Risses erleidet. Wenn das Harzgehäuse 4 solch eine Schädigung erleidet, besteht die Möglichkeit, dass beispielsweise ein Versagen der Isolierung und eine Reduzierung der Befestigungsstärke zwischen dem Harzgehäuse 4 und einem Kühler auftreten und die Zuverlässigkeit bei der Nutzung der Halbleitervorrichtung 100 verschlechtert wird.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Bauteil 5 mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a im äußeren peripheren Bereich 51 angeordnet, so dass in der Basisplatte 1 der Wärmewiderstand zwischen den oberen und unteren Oberflächen des äußeren peripheren Bereichs 51 höher ist als jener zwischen den oberen und unteren Oberflächen des zentralen Bereichs 52. Wenn der Lötvorgang mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, ist es daher schwierig, dass die von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus beaufschlagte Wärme auf das Harzgehäuse 4 übertragen wird, und wird die Schädigung am Harzgehäuse 4 unterdrückt. Dementsprechend werden die Produktivität und Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung 100 verbessert. Das Bauteil 5 mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit wird für den äußeren Bereich 51 verwendet, so dass eine Verschlechterung der Wärmeableitungseigenschaften vom Halbleiterelement 3 unterdrückt wird, was durch die Verwendung des Bauteils 5 mit der geringen Wärmeleitfähigkeit bewirkt wird.
  • In der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, eine Schädigung am Harzgehäuse 4 zur Zeit einer Erwärmung von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus, während die Basisplatte 1 und das Harzgehäuse 4 gebondet werden, sowie im Fall eines Lötvorgangs mittels des Wiederaufschmelzverfahrens zu unterdrücken.
  • <B. Ausführungsform 2>
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung 200 gemäß einer Ausführungsform 2 veranschaulicht.
  • Die Halbleitervorrichtung 200 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 1 in der Struktur der Basisplatte 1. Eine Struktur der Halbleitervorrichtung 200 ist in den anderen Punkten ähnlich jener der Halbleitervorrichtung 100.
  • In der Halbleitervorrichtung 200 weist die Basisplatte 1 das Bauteil 1a und ein Bauteil 6 (ein Beispiel eines dritten Bauteils) auf. Das Bauteil 6 hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a. Das heißt, das Bauteil 6 weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit als ein anderer Teil der Basisplatte 1 als das Bauteil 6 auf.
  • Das Bauteil 6 ist im äußeren peripheren Bereich 51 angeordnet. Das Bauteil 6 ist nicht im zentralen Bereich 52 angeordnet.
  • Das Bauteil 6 ist im Bauteil 1a enthalten. Das Bauteil 6 ist nicht zur Oberfläche der Basisplatte 1 freigelegt. Es ist auch möglich, dass das Bauteil 6 nicht zur Oberfläche auf den oberen und unteren Seiten der Basisplatte 1 freigelegt ist, aber zur seitlichen Oberfläche der Basisplatte 1 freigelegt ist.
  • Das Bauteil 6 mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a ist im äußeren peripheren Bereich 51 angeordnet, so dass in der Basisplatte 1 der Wärmewiderstand zwischen den oberen und unteren Oberflächen des äußeren peripheren Bereichs 51 höher ist als jener zwischen den oberen und unteren Oberflächen des zentralen Bereichs 52. Wenn der Lötvorgang mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, ist es somit schwierig, dass die von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 beaufschlagte Wärme auf das Harzgehäuse 4 übertragen wird, und wird die Schädigung am Harzgehäuse 4 unterdrückt.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 in einem Verfahren zum Präparieren der Basisplatte 1 in Schritt S1. Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in den anderen Punkten ähnlich jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1.
  • In Schritt S1 des Verfahrens zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Basisplatte 1 beispielsweise durch Gießen hergestellt. In solch einem Fall wird das Bauteil 6 aus einem Material wie etwa einer Keramik mit einem höheren Schmelzpunkt als das Material des Bauteils 1a geschaffen. Das heißt, der Schmelzpunkt des Bauteils 6 ist höher als jener eines anderen Teils der Basisplatte 1 als des Bauteils 6. Das Bauteil 6, das aus dem Material mit dem höheren Schmelzpunkt als das Material des Bauteils 1a besteht, wird in einer Gussform angeordnet, und dann wird das Material des Bauteils 1a in die Gießform gegossen, um die Basisplatte 1 auszubilden. Das Bauteil 1a besteht beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
  • <C. Ausführungsform 3>
  • 4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung 300 gemäß einer Ausführungsform 3 veranschaulicht.
  • Die Halbleitervorrichtung 300 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 1 in der Struktur der Basisplatte 1. Eine Struktur der Halbleitervorrichtung 300 ist in den anderen Punkten ähnlich jener der Halbleitervorrichtung 100.
  • In der Halbleitervorrichtung 300 weist die Basisplatte 1 das Bauteil 1a und ein Bauteil 7 (ein Beispiel eines vierten Bauteils) auf. Das Bauteil 7 hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a. Das heißt, das Bauteil 7 weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit als ein anderer Teil der Basisplatte 1 als das Bauteil 7 auf. Das Bauteil 1a besteht beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
  • Das Bauteil 7 ist in einem Teilbereich der unteren Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 angeordnet. Das heißt, die untere Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 ist mit dem Bauteil 7 beschichtet. Das Bauteil 7 ist nicht im zentralen Bereich 52 in der Basisplatte 1 angeordnet.
  • 4 veranschaulicht einen Fall, in dem nur die untere Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 mit dem Bauteil 7 beschichtet ist; jedoch kann nur die obere Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 mit dem Bauteil 7 beschichtet sein oder können sowohl die obere Oberfläche als auch die untere Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 ebenfalls mit dem Bauteil 7 beschichtet sein.
  • Das Bauteil 7 mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a ist im äußeren peripheren Bereich 51 angeordnet, so dass in der Basisplatte 1 der Wärmewiderstand zwischen den oberen und unteren Oberflächen des äußeren peripheren Bereichs 51 höher ist als jener zwischen den oberen und unteren Oberflächen des zentralen Bereichs 52. Wenn der Lötvorgang mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, ist es somit schwierig, dass die von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus beaufschlagte Wärme auf das Harzgehäuse 4 übertragen wird, und wird die Schädigung am Harzgehäuse 4 unterdrückt.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 im Verfahren zum Präparieren der Basisplatte 1 in Schritt S1. Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in den anderen Punkten jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 ähnlich.
  • In Schritt S1 des Verfahrens zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Bauteil 7 gebildet, indem beispielsweise eine Wärmeisolationsbeschichtung an einer Oberfläche des Bauteils 1a aufgebracht wird. Die Wärmeisolationsbeschichtung ist beispielsweise eine eine Keramik enthaltende Wärmeisolationsbeschichtung.
  • <D. Ausführungsform 4>
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung 400 gemäß einer Ausführungsform 4 veranschaulicht.
  • Die Halbleitervorrichtung 400 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 1 in der Struktur der Basisplatte 1. Eine Struktur der Halbleitervorrichtung 400 ist in den anderen Punkten ähnlich jener der Halbleitervorrichtung 100.
  • In der Halbleitervorrichtung 400 weist die Basisplatte 1 das Bauteil 1a und einen Oxidfilm 8 (ein Beispiel eines vierten Bauteils) auf. Der Oxidfilm 8 hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a. Das heißt, der Oxidfilm 8 hat eine geringere Wärmeleitfähigkeit als ein anderer Teil der Basisplatte 1 als der Oxidfilm 8.
  • Der Oxidfilm 8 ist in einem Teilbereich der unteren Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 angeordnet. Der Oxidfilm 8 ist nicht im zentralen Bereich 52 in der Basisplatte 1 angeordnet.
  • 5 veranschaulicht einen Fall, in dem der Oxidfilm 8 nur auf der unteren Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 ausgebildet ist; jedoch kann der Oxidfilm 8 nur auf der oberen Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 ausgebildet sein oder kann auch auf sowohl der oberen Oberfläche als auch der unteren Oberfläche des äußeren peripheren Bereichs 51 in der Basisplatte 1 ausgebildet sein.
  • Das Bauteil 1a besteht beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Der Oxidfilm 8 ist ein Oxidfilm aus einem Material eines anderen Teils der Basisplatte 1 als des Oxidfilms 8. Es ist vorzuziehen, dass das Bauteil 1a aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht, da das Ausbilden des dicken Oxidfilms im Fall von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung einfacher ist als im Fall des anderen Metalls.
  • Der Oxidfilm 8 mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit als das Bauteil 1a ist im äußeren peripheren Bereich 51 angeordnet, so dass in der Basisplatte 1 der Wärmewiderstand zwischen den oberen und unteren Oberflächen des äußeren peripheren Bereichs 51 höher ist als jener zwischen den oberen und unteren Oberflächen des zentralen Bereichs 52. Wenn der Lötvorgang mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, ist es somit schwierig, dass die von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus beaufschlagte Wärme auf das Harzgehäuse 4 übertragen wird, und wird die Schädigung am Harzgehäuse 4 unterdrückt.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 in einem Verfahren zum Präparieren der Basisplatte 1 in Schritt S1. Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in den anderen Punkten ähnlich jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1.
  • In Schritt S1 des Verfahrens zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, nachdem ein anderer Teil der Basisplatte 1 als der Oxidfilm 8 ausgebildet ist, die Oberfläche der Basisplatte 1 oxidiert, um den Oxidfilm 8 auszubilden, so dass die Basisplatte 1 mit dem Oxidfilm 8 erhalten wird. Die Oberfläche der Basisplatte 1 wird beispielsweise durch eine anodische Oxidationsbehandlung oxidiert.
  • Der Oxidfilm 8 weist beispielsweise eine Dicke von 1 µm oder mehr auf, wobei er sich von einem Oxidfilm unterscheidet, der auf natürliche Weise gebildet wird und eine Dicke von beispielsweise einigen Nanometern hat. Der Oxidfilm 8 hat vorzugsweise eine Dicke von 10 µm oder mehr, um Wärmeisolationseigenschaften weiter zu erhöhen.
  • <E. Ausführungsform 5>
  • 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung 500 gemäß einer Ausführungsform 5 veranschaulicht.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 1 in der Struktur der Basisplatte 1. Eine Struktur der Halbleitervorrichtung 500 ist in den anderen Punkten ähnlich jener der Halbleitervorrichtung 100.
  • Die Basisplatte 1 weist einen Vorsprung 9 in der Halbleitervorrichtung 500 auf. Der Vorsprung 9 ist im äußeren peripheren Bereich 51 angeordnet. Der Vorsprung 9 ist nicht im zentralen Bereich 52 angeordnet. In 6 ist der Vorsprung 9 auf der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 ausgebildet; jedoch kann der Vorsprung 9 auf der Seite der oberen Oberfläche ausgebildet sein oder kann auch auf beiden Seiten der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche ausgebildet sein. Das heißt, der äußere periphere Bereich 51 weist den Vorsprung 9 auf zumindest einer der oberen Oberfläche und/oder der unteren Oberfläche auf und ist somit dicker als der zentrale Bereich 52. Die Dicke des zentralen Bereichs 52 ist beispielsweise wiederum halb so groß wie jene des äußeren peripheren Bereichs 51.
  • Der äußere periphere Bereich 51 ist dicker als der zentrale Bereich 52, so dass in der Basisplatte 1 der Wärmewiderstand zwischen den oberen und unteren Oberflächen des äußeren peripheren Bereichs 51 höher ist als jener zwischen den oberen und unteren Oberflächen des zentralen Bereichs 52. Wenn der Lötvorgang mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, ist es somit schwierig, dass die von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus beaufschlagte Wärme auf das Harzgehäuse 4 übertragen wird, und wird die Schädigung am Harzgehäuse 4 unterdrückt.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 im Verfahren zum Präparieren der Basisplatte 1 in Schritt S1. Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in den anderen Punkten ähnlich jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1.
  • In Schritt S1 des Verfahrens zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Basisplatte 1, die den Vorsprung 9 aufweist, beispielsweise durch Formen bzw. Gießen oder Schmieden gebildet.
  • <F. Ausführungsform 6>
  • 7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung 600 gemäß einer Ausführungsform 6 veranschaulicht,
  • Die Halbleitervorrichtung 600 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 1 in der Struktur der Basisplatte 1. Eine Struktur der Halbleitervorrichtung 600 ist in den anderen Punkten ähnlich jener der Halbleitervorrichtung 100.
  • Die Basisplatte 1 weist einen hohlen Teil 10 zwischen ihrer oberen Oberfläche und ihrer unteren Oberfläche in der Halbleitervorrichtung 600 auf. Es reicht aus, dass der hohle Teil 10 ein Bereich ist, dessen Oberseite und Unterseite von der Basisplatte 1 sandwichartig umgeben bzw. umschlossen sind, so dass er in der Basisplatte 1 ohne eine Öffnung eingeschlossen sein kann oder auch eine Öffnung in der seitlichen Oberfläche der Basisplatte 1 aufweisen kann.
  • Der hohle Teil 10 ist im äußeren peripheren Bereich 51 ausgebildet. Der hohle Teil 10 ist nicht im zentralen Bereich 52 ausgebildet. Dementsprechend ist in der Basisplatte 1 der Wärmewiderstand zwischen den oberen und unteren Oberflächen des äußeren peripheren Bereichs 51 höher als jener zwischen den oberen und unteren Oberflächen des zentralen Bereichs 52. Wenn der Lötvorgang mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, ist es somit schwierig, dass die von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus beaufschlagte Wärme auf das Harzgehäuse 4 übertragen wird, und wird die Schädigung am Harzgehäuse 4 unterdrückt.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich von jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 in einem Verfahren zum Präparieren der Basisplatte 1 in Schritt S1. Das Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in den anderen Punkten ähnlich jenem der Halbleitervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1.
  • In Schritt S1 des Verfahrens zum Herstellen der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Basisplatte 1 beispielsweise durch Abformen bzw. Gießen gebildet.
  • 8 bis 10 sind Diagramme, um einen Prozess zum Ausbilden der Basisplatte 1 zu erläutern. 8 bis 10 veranschaulichen nur einen Bereich nahe dem hohlen Teil 10 in der Basisplatte 1.
  • Zunächst wird ein Bauteil 11 in einer Gussform 60 angeordnet, und danach wird das Material der Basisplatte 1 in die Gussform 60 gegossen (siehe 8). Das Bauteil 11 besteht aus einem Material mit einem höheren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte 1. Das Material der Basisplatte 1 ist beispielsweise Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Das Material mit einem höheren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte 1 ist beispielsweise ein Material der Eisenreihe.
  • Die Temperatur des in die Gussform 60 gegossenen Materials der Basisplatte 1 wird reduziert, und dessen Material wird abgekühlt und verfestigt, so dass die Basisplatte 1 ausgebildet wird. Zu dieser Zeit schrumpfen durch die Temperaturreduzierung die Basisplatte 1 und das Bauteil 11. Wenn sich ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Bauteils 11 von jenem der Basisplatte 1 unterscheidet, tritt, wie in 9 veranschaulicht ist, durch eine Schrumpfung sowohl des Bauteils 11 als auch der Basisplatte 1 ein Spalt 12 zwischen der Basisplatte 1 und dem Bauteil 11 auf, da sie nicht aneinander gebondet sind. Mit dem Spalt 12 ist ein hier im Folgenden beschriebenes Entfernen bzw. Heraustreiben des Bauteils 11 einfach.
  • Das Bauteil 11 wird herausgepresst und herausgetrieben, nachdem das Material der Basisplatte 1 abgekühlt und verfestigt ist, so dass wie in 10 veranschaulicht der hohle Teil 10 in der Basisplatte 1 ausgebildet ist. Der hohle Teil 10 weist die Öffnung in der seitlichen Oberfläche der Basisplatte 1 auf, so dass das Bauteil 11 herausgepresst und herausgetrieben werden kann. Es ist auch möglich, dass die Öffnung verschlossen wird, nachdem das Bauteil 11 herausgetrieben ist, so dass der hohle Teil 10 keine Öffnung aufweist.
  • Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform, nachdem das Bauteil 11 mit einem höheren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte 1 in dem Bereich, der den hohlen Teil 10 bilden soll, angeordnet und die Basisplatte 1 durch Abformen bzw. Gießen ausgebildet ist, das Bauteil 11 aus dem hohlen Teil 10 herausgetrieben, so dass der hohle Teil 10 ausgebildet wird.
  • <G. Ausführungsform 7>
  • 11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer Halbleitervorrichtung 700 gemäß einer Ausführungsform 7 veranschaulicht.
  • Die Halbleitervorrichtung 700 unterscheidet sich von der Halbleitervorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform 1 in der Struktur der Basisplatte 1. Eine Struktur der Halbleitervorrichtung 700 ist in den anderen Punkten ähnlich jener der Halbleitervorrichtung 100.
  • Die Basisplatte 1 weist den hohlen Teil 10 zwischen ihrer oberen Oberfläche und ihrer unteren Oberfläche in der Halbleitervorrichtung 700 auf. Die Basisplatte 1 weist ein Hilfsloch (engl.: relief hole) 13 auf, das vom hohlen Teil 10 aus mit einer Außenseite der Basisplatte 1 verbunden ist. 11 veranschaulicht nur ein Hilfsloch 13; jedoch kann in der Basisplatte 1 die Vielzahl von Hilfslöchern 13 vorgesehen werden.
  • Der hohle Teil 10 ist im äußeren peripheren Bereich 51 ausgebildet. Der hohle Teil 10 ist nicht im zentralen Bereich 52 ausgebildet. Dementsprechend ist in der Basisplatte 1 der Wärmewiderstand zwischen den oberen und unteren Oberflächen des äußeren peripheren Bereichs 51 höher als jener zwischen den oberen und unteren Oberflächen des zentralen Bereichs 52. Wenn der Lötvorgang mittels des Wiederaufschmelzverfahrens durchgeführt wird, ist es somit schwierig, dass die von der Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte 1 aus beaufschlagte Wärme auf das Harzgehäuse 4 übertragen wird, und wird die Schädigung am Harzgehäuse 4 unterdrückt.
  • 12 bis 15 sind Diagramme, um einen Prozess zum Ausbilden der Basisplatte 1 zu erläutern. 12 bis 15 veranschaulichen nur einen Bereich nahe dem hohlen Teil 10 in der Basisplatte 1.
  • Wenn die Basisplatte 1 hergestellt wird, werden wie in 13 veranschaulicht zunächst ein Bauteil 1b der Basisplatte 1 und ein Bauteil 1c, worin ein Bauteil 14 in einem Vertiefungsteil eingepasst ist, ausgebildet. Das Bauteil 1c mit einem Vertiefungsteil 10a wird zuerst wie in 12 veranschaulicht gebildet, und danach wird das Bauteil 14 in den Vertiefungsteil 10a eingepasst, um das Bauteil 1c zu bilden, worin das Bauteil 14 im Vertiefungsteil eingepasst ist. In dem in 12 veranschaulichten Querschnitt scheint das Bauteil 1c in eine Vielzahl von Bauteilen unterteilt zu sein, jedoch kann das Bauteil 1c in einem Querschnitt, der von dem in 12 veranschaulichten verschieden ist, verbunden sein.
  • Das Bauteil 1b entspricht beispielsweise dem zentralen Bereich 52, und das Bauteil 1c entspricht beispielsweise dem äußeren peripheren Bereich 51; jedoch sind Teile der Basisplatte 1, denen das Bauteil 1b bzw. das Bauteil 1c entsprechen, nicht sonderlich beschränkt. Es ist auch möglich, dass das Bauteil 14 in den Vertiefungsteil auf einer Seite des Bauteils 1b eingepasst wird oder das Bauteil 14 in den Vertiefungsteil sowohl des Bauteils 1b als auch des Bauteils 1c eingepasst wird.
  • Die Materialien des Bauteils 1b und des Bauteils 1c sind beispielsweise Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Die Materialien des Bauteils 1 b und des Bauteils 1c sind beispielsweise gleich, können sich aber voneinander unterscheiden. Das Bauteil 14 wird unter Verwendung eines Materials wie etwa eines Lötmetalls mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das Bauteil 1b und das Bauteil 1c, das heißt die Basisplatte 1, gebildet.
  • Das Bauteil 1 b und das Bauteil 1 c werden durch ein Bonding-Verfahren wie etwa FSW von einem in 13 veranschaulichten Zustand aus integriert, um die Basisplatte 1 zu bilden (siehe 14). Anschließend wird die Basisplatte 1 auf eine Temperatur gleich einem oder höher als ein Schmelzpunkt des Bauteils 14 erhitzt, und das geschmolzene Bauteil 14 wird aus dem Hilfsloch 13 herausgetrieben, um ein hohlen Teil 10 zu bilden (siehe 15). Das Hilfsloch 13 kann verschlossen werden, nachdem das Bauteil 14 herausgetrieben ist.
  • Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform nach einem Ausbilden der Basisplatte 1 mit dem Bauteil 14 mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte 1, das in dem Bereich angeordnet ist, der den hohlen Teil 10 bilden soll, das Bauteil 14 geschmolzen und wird dann das geschmolzene Bauteil 14 durch das Hilfsloch 13 aus dem hohlen Teil 10 herausgetrieben, um den hohlen Teil 10 auszubilden
  • Jede Ausführungsform kann beliebig kombiniert werden, oder jede Ausführungsform kann geeignet variiert oder weggelassen werden.
  • ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZEICHEN
  • 1 Basisplatte, 1a, 1b, 1c, 5, 6, 7, 11, 14 Bauteil, 2 Isoliersubstrat, 2a, 2c Schaltungsstruktur, 2b Isolierschicht, 3 Halbleiterelement, 4 Harzgehäuse, 8 Oxidfilm, 9 Vorsprung, 10 hohler Teil, 10a Vertiefungsteil, 12 Spalt, 13 Hilfsloch, 20 Versiegelungsmaterial, 21, 22, 23 Bonding-Material, 25 Elektrode, 51 äußerer peripherer Bereich, 52 zentraler Bereich, 60 Gussform, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 Halbleitervorrichtung
  • 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 2019067886 [0003]

Claims (22)

  1. Halbleitervorrichtung, aufweisend: eine Basisplatte; ein Isoliersubstrat; ein Halbleiterelement; und ein Harzgehäuse, wobei die Basisplatte einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, welche Bereiche sind, die in Draufsicht an voneinander verschiedenen Positionen gelegen sind, das Isoliersubstrat auf eine obere Oberfläche des zweiten Bereichs in der Basisplatte gebondet ist, das Isoliersubstrat eine Schaltungsstruktur auf einer oberen Oberfläche aufweist, das Halbleiterelement auf die Schaltungsstruktur gebondet ist, das Harzgehäuse auf eine obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte gebondet ist und ein Wärmewiderstand zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte höher ist als ein Wärmewiderstand zwischen der oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des zweiten Bereichs in der Basisplatte.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Wärmeleitfähigkeit eines ersten Bauteils als Bauteil des ersten Bereichs in der Basisplatte geringer ist als eine Wärmeleitfähigkeit eines zweiten Bauteils als Bauteil des zweiten Bereichs in der Basisplatte.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil um ein Metall handelt.
  4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das erste Bauteil Eisen enthält und das zweite Bauteil Kupfer oder Aluminium enthält.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Basisplatte ein drittes Bauteil im ersten Bereich aufweist, eine Wärmeleitfähigkeit des dritten Bauteils geringer ist als eine Wärmeleitfähigkeit eines anderen Teils der Basisplatte als des dritten Bauteils und das dritte Bauteil nicht zu der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche der Basisplatte freigelegt ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, wobei das dritte Bauteil zu keiner Oberfläche der Basisplatte freigelegt ist.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Schmelzpunkt des dritten Bauteils höher ist als ein Schmelzpunkt eines Materials eines anderen Teils der Basisplatte als des dritten Bauteils.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das dritte Bauteil eine Keramik ist.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Basisplatte ein viertes Bauteil in einem Oberflächenteil von zumindest einer Oberseite und/oder einer Unterseite der Basisplatte im ersten Bereich aufweist und eine Wärmeleitfähigkeit des vierten Bauteils geringer ist als eine Wärmeleitfähigkeit eines anderen Teils der Basisplatte als des vierten Bauteils.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, wobei es sich bei dem vierten Bauteil um eine eine Keramik enthaltende Beschichtung handelt.
  11. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, wobei ein viertes Bauteil ein Oxidfilm aus einem Material eines anderen Teils der Basisplatte als des vierten Bauteils ist.
  12. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11, wobei eine Dicke des Oxidfilms gleich oder größer als 1 µm ist.
  13. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich dicker als der zweite Bereich ist.
  14. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, wobei der erste Bereich einen Vorsprung auf zumindest einer der oberen Oberfläche und/oder der unteren Oberfläche aufweist und somit dicker als der zweite Bereich ist.
  15. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Basisplatte einen hohlen Teil zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche im ersten Bereich aufweist.
  16. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der erste Bereich ein Bereich eines äußeren peripheren Teils der Basisplatte ist.
  17. Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung, um die Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 herzustellen, wobei ein Lötvorgang mittels eines Wiederaufschmelzverfahrens durch Erhitzen von einer Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte aus durchgeführt wird, nachdem das Harzgehäuse auf die obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte gebondet ist.
  18. Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung, um die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 11 herzustellen, wobei, nachdem ein anderer Teil der Basisplatte als das vierte Bauteil ausgebildet ist, die Oberfläche der Basisplatte oxidiert wird, um das vierte Bauteil auszubilden.
  19. Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 18, wobei das Harzgehäuse auf die obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte gebondet wird und ein Lötvorgang mittels eines Wiederaufschmelzverfahrens durch Erhitzen von einer Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte aus nach der Ausbildung des vierten Bauteils und dem Bonden des Harzgehäuses an die obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte durchgeführt wird.
  20. Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung, um die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15 herzustellen, wobei, nachdem ein Bauteil mit einem höheren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte in einem Bereich, der den hohlen Teil bilden soll, angeordnet ist und die Basisplatte durch Gießen gebildet ist, das Bauteil mit dem höheren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte aus dem hohlen Teil herausgetrieben wird, wodurch der hohle Teil gebildet wird.
  21. Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung, um die Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15 herzustellen, wobei, nachdem ein Bauteil mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte in einem Bereich, der den hohlen Teil bilden soll, angeordnet ist und die Basisplatte ausgebildet ist, das Bauteil mit dem niedrigeren Schmelzpunkt als das Material der Basisplatte geschmolzen wird und das Bauteil, das geschmolzen worden ist, aus dem hohlen Teil durch ein Hilfsloch herausgetrieben wird, wodurch der hohle Teil gebildet wird.
  22. Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, wobei das Harzgehäuse auf die obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte gebondet wird und ein Lötvorgang mittels eines Wiederaufschmelzverfahrens durch Erhitzen von einer Seite der unteren Oberfläche der Basisplatte aus nach der Ausbildung des hohlen Teils und dem Bonden des Harzgehäuses an die obere Oberfläche des ersten Bereichs in der Basisplatte durchgeführt wird.
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