DE19611954C2 - Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, welche für Lei­ stungszwecke oder dergleichen verwendet wird, und insbeson­ dere betrifft sie die Form eines Isolators, welcher auf dem Außenumfangsteil eines Halbleitersubstrats vorgesehen ist.

Fig. 10 zeigt eine Schnittsansicht, die eine herkömm­ liche Halbleitervorrichtung des Druckkon­ takttyps zeigt, welche zum Beispiel in der JP-A-1 215 028 beschrieben ist, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet. Es wird Bezug auf diese Figur genommen. Das Bezugszei­ chen 1 bezeichnet einen Kathodenkupferblock, das Bezugszei­ chen 2 bezeichnet einen Anodenkupferblock, das Bezugszei­ chen 3 bezeichnet ein Gehäuse, das aus einem Isolator, wie zum Beispiel Keramik, besteht, das Bezugszeichen 4 bezeich­ net eine Anodenwärme-Kompensationseinrichtung, das Bezugs­ zeichen 5 bezeichnet eine Kathodenwärme-Kompensationsein­ richtung, das Bezugszeichen 6 bezeichnet ein Halbleiter­ substrat, das Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Isolator, der aus Silikongummi oder dergleichen besteht, das Bezugs­ zeichen 8 bezeichnet eine Feder, das Bezugszeichen 9 be­ zeichnet einen Gateleiter, das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Gatehaltestange und das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Isolationslack. Das Halbleitersubstrat 6 ist in sei­ nem Inneren mit einem PN-Übergang versehen und sein Außen­ umfangsrand ist durch den Isolationslack 11 isoliert, wäh­ rend durch den Isolator 7 ein Hochspannungswiderstand er­ zielt wird.

Der Isolator 7 ist in der Lage, eine Kriechstrecke zum Erzielen eines Hochspannungswiderstands zu erhöhen, während die Kathoden- und Anodenwärme-Kompensationseinrichtungen 5 bzw. 4 bezüglich des Halbleitersubstrats 6 angeordnet wer­ den.

Nachdem die jeweiligen Teile zusammengebaut worden sind, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, wird auf die Kathoden- und Anodenkupferblöcke 1 bzw. 2 ein Druck ausgeübt, um die jeweiligen Teile zum Erzielen vorgeschriebener elektrischer Eigenschaften miteinander in Druckkontakt zu bringen.

Die Fig. 11 und 12 zeigen auf eine vergrößerte Weise Schnittansichten, die einen Abschnitt um den Isolator 7 darstellen, welcher auf dem Außenumfang des Halbleitersub­ trats 6 ausgebildet ist. Es wird Bezug auf Fig. 11 genom­ men. Eine Innenumfangsoberfläche 12 des Isolators 7 ist so ausgebildet, daß sie senkrecht zu der Oberfläche des Halb­ leitersubstrats 6 verläuft. Wie es in Fig. 12 gezeigt ist, ist der Isolator 7 durch obere und untere Formen 15 bzw. 16 formgegossen und ausgehärtet/verfestigt und wird danach aus den Formen gelöst. Bei einem solchen Formenlösen wird un­ vorteilhafterweise eine Trennung 17 in einer Verbindungs­ oberfläche des Innenumfangs verursacht. Wenn ein konisches Teil 13 auf dem Innenumfang des Isolators 7 ausgebildet ist, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, um dieses Problem zu lösen, läuft die Kathodenwärme-Kompensationseinrichtung 5 oder die Anodenwärme-Kompensationseinrichtung 4 auf den In­ nenumfangsrand des Isolators 7 auf, definiert einen Ein­ griffsabschnitt 18 und kommt in Halbkontakt mit dem Halb­ leitersubstrat 6.

Während Fig. 10 eine Struktur zeigt, welche in der Mitte mit einem Gate versehen ist, entsteht ein ähnliches Problem ebenso in dem Fall der sogenannten Außenumfangs­ ringgatestruktur, welche auf dem Außenumfang des Halblei­ tersubstrats 6 mit dem Gate versehen ist.

Um Wärme zu zerstreuen, welche erzeugt wird, wenn die Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps betrieben wird, ist es andererseits wirkungsvoll, die Durchmesser der An­ oden- und Kathodenwärme-Kompensationseinrichtungen 4 bzw. 5 zu maximieren. Wenn ein Fremdmaterial 40 auf dem Außenum­ fang des Halbleitersubstrats 6 vorhanden ist, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, wird jedoch durch die Kathodenwärme- Kompensationseinrichtung 5 unvermeidbar ein Kurzschluß über einer Kathodenelektrode 19 und einer Gateelektrode 20 des Halbleitersubstrats 6 verursacht und daher kann der Durch­ messer der Kathodenwärme-Kompensationseinrichtung 5 nicht erhöht werden. Somit ist es unvorteilhaft schwierig, die kleine Kathodenwärme-Kompensationseinrichtung 5 anzuordnen, obgleich die Anodenwärme-Kompensationseinrichtung 4 eines großen Durchmessers leicht angeordnet werden kann.

Aus der US-A-5 371 386 ist ebenso eine Halbleitervor­ richtung des Druckkontakttyps gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 bekannt. Bei der Herstellung dieser Halbleiter­ vorrichtung wird ein klebendes Halteteil in einen vorbe­ stimmten Raum gefüllt und wird danach eine Wärmebehandlung durchgeführt, um das klebende Halteteil zu verfestigen. Dieses klebende Halteteil dient dazu, den Außenumfangsab­ schnitt eines Halbleiterelements zu schützen. Das klebende Halteteil weist nach einer Verfestigung eine willkürliche Form auf. Das klebende Halteteil ist ein Klebstoff zum Be­ festigen des Halbleitersubstrats an einer Wärmekompensa­ tionseinrichtung.

Aus der US-A-4 775 916 ist eine Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps bekannt. Bei einem Verfahren zur Her­ stellung dieser Vorrichtung wird ein Halbleitersubstrat auf eine Metallplatte legiert und wird danach diese Metall­ platte durch einen isolierenden Harzring, der konische und vertikale Abschnitte aufweist, bezüglich einer Metallstütz­ elektrode angeordnet. Dieser isolierende Harzring ist um die Metallplatte und die Metallstützelektrode angeordnet. In einer weiteren Vorrichtung in dieser Druckschrift wird das Halbleitersubstrat nicht auf eine Metallplatte legiert, sondern wird auf der Metallplatte angeordnet und wird da­ nach ein isolierender Ring auf dem Halbleitersubstrat ange­ ordnet, um eine seitliche Verschiebung des Halbleitersub­ strats zu verhindern und um den Endabschnitt des gleichen zu schützen.

Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung eines Druckkontakttyps zu schaf­ fen, welche ohne ein Auftreten eines Eingreifens oder einer Trennung bzw. eines Bruchs beim Gießen die Form eines Iso­ lators verbessern kann und Kathoden- und Anodenwärme-Kom­ pensationseinrichtungen leicht anordnen kann und eine her­ vorragende Wärmezerstreuung bzw. -abstrahlung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Halblei­ tervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 ord­ net der vertikale Abschnitt die Wärme-Kompensationseinrich­ tung zuverlässig an, kein Eingreifen bzw. Reißen wird ver­ ursacht und ein Widerstand beim Formenlösen wird durch den konischen Abschnitt ebenso entspannt bzw. gelockert, wenn der Isolator gegossen wird, so daß der Isolator entlang einer Oberfläche nicht getrennt wird, die mit dem Halbleiter­ substrat verbunden ist.

Gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 5 ordnet der vertikale Abschnitt die Wärme-Kompensationsein­ richtung zuverlässig an, kein Eingreifen wird verursacht und ein Widerstand beim Formenlösen wird durch den koni­ schen Abschnitt ebenso entspannt, wenn der Isolator gegos­ sen wird, so daß der Isolator entlang einer Oberfläche nicht getrennt wird, die mit dem Halbleitersubstrat verbun­ den ist, während der Durchmesser der Wärme-Kompensations­ einrichtung, welche sich in Kontakt mit der ersten Haupt­ oberfläche befindet, erhöht werden kann, um eine Wärmezer­ streuung zu verbessern, da der Innenumfangsdurchmesser des Isolators, welcher entlang der ersten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildet ist, größer als der des Isolators ist, der auf der zweiten Hauptoberfläche ausge­ bildet ist.

Gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 6 ist der konkave Abschnitt auf der Oberfläche des Isolators ausgebildet, welcher entlang der ersten Haupt­ oberfläche und/oder der zweiten Hauptoberfläche ausgebildet ist, wodurch Wärme, welche in dem Isolator gespeichert ist, wirkungsvoll zerstreut werden kann.

Gemäß dem Gegenstands des Anspruchs 7 ist der ringförmige konkave Abschnitt auf dem gesamten Umfang der Oberfläche des Isolators ausgebildet, welcher entlang des Randes des Halbleitersubstrats ausge­ bildet ist, wodurch der Oberflächenbereich des Isolators so erhöht wird, daß Wärme, welche in dem Isolator gespeichert ist, wirkungsvoll zerstreut werden kann und eine Spannungs­ widerstand verbessert wird, da die Kriechstrecke erhöht ist.

Gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 8 ist der konkave Abschnitt, der den Durchmesser aufweist, welcher im wesentlichen identisch zu dem Innenumfangsdurch­ messer des Isolators ist, der auf der ersten Hauptoberflä­ che ausgebildet ist, auf dem Innenumfang des Isolators aus­ gebildet, der entlang der zweiten Hauptoberfläche des Halb­ leitersubstrats ausgebildet ist, wodurch beim Gießen kein Grat verursacht wird, und verhindert werden kann, daß sich die Wärme-Kompensationseinrichtung in Halbkontakt mit dem Halbleitersubstrat befindet.

Gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 9 ist der Außendurchmesser der ersten Wärme-Kompensationseinrich­ tung um mindestens 5% größer als der der zweiten Wärme- Kompensationseinrichtung gemacht, wodurch ein Wärmezer­ streuungswirkungsgrad verbessert werden kann.

Gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 10 ist die ringförmige Rille in Abschnitten der er­ sten und zweiten Hauptoberflächen, die den Isolator kontak­ tieren, koaxial zu dem Halbleitersubstrat ausgebildet, wo­ durch eine Haftung zwischen dem Halbleitersubstrat und dem Isolator so verbessert ist, daß eine Trennung verhindert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine ein Problem bei einem Herstellungsver­ fahren eines Gießens der Struktur eines Isolators darstellende Schnittansicht;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5A und 5B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht des dritten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6A und 6B eine Schnittansicht bzw. eine perspektivi­ sche Ansicht eines vierten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 8A und 8B eine perspektivische Ansicht bzw. eine Schnittansicht einer Abänderung des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 9 eine Schnittansicht eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Halbleitervorrichtung eines Druckkontakttyps;

Fig. 11 eine Schnittansicht der Form eines Isola­ tors bei der herkömmlichen Halbleitervor­ richtung des Druckkontakttyps;

Fig. 12 eine ein Problem des Isolators bei der her­ kömmlichen Halbleitervorrichtung des Druck­ kontakttyps darstellende Schnittansicht;

Fig. 13 eine ein anderes Problem des Isolators bei der herkömmlichen Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps darstellende Schnittan­ sicht; und

Fig. 14 eine noch ein anderes Problem des Isolators bei der herkömmlichen Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps darstellende Schnitt­ ansicht.

Es folgt die Beschreibung eines ersten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine teilweise aufgebrochene Schnittan­ sicht, die das erste Ausführungsbeispiel einer Halbleiter­ vorrichtung eines Druckkontakttyps gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Es wird Bezug auf Fig. 1 genommen. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Anodenwärme-Kompensations­ einrichtung, das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Kathoden­ wärme-Kompensationseinrichtung, das Bezugszeichen 6 be­ zeichnet ein Halbleitersubstrat, die Bezugszeichen 19 und 20 bezeichnen eine Kathodenelektrodenschicht bzw. eine Ga­ teelektrodenschicht, welche auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 6 ausgebildet sind, das Bezugszeichen 21 be­ zeichnet eine Anodenelektrodenschicht, welche auf der rück­ seitigen Oberfläche des Halbleitersubstrats 6 ausgebildet ist, das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Isolator, der aus Silikongummi oder dergleichen besteht, und das Bezugs­ zeichen 11 bezeichnet einen Isolationslack. Das Halbleiter­ substrat 6 ist in seinem Inneren mit einem PN-Übergang ver­ sehen und sein Außenumfangsrand ist durch den Isolations­ lack 11 isoliert, während durch den Isolator 22 ein Hoch­ spannungswiderstand erzielt wird.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Außenumfangsrand des Halbleitersubstrats 6 durch ein Abschrägen geschnitten und nachdem eine Brechschicht durch ein Ätzen entfernt wor­ den ist, durch den Isolationslack 11 isoliert, während der Isolator 22 des weiteren ringförmig ausgebildet ist. Der Isolator 22 ist auf seinem Innenumfang entlang der Innenum­ fangsrichtung mit einem konischen Abschnitt 22a und einem vertikalen Abschnitt 22b versehen, welcher mit dem koni­ schen Abschnitt 22a zusammenhängt. Die Höhe des vertikalen Abschnitts 22b beträgt zum Beispiel 0.1 mm und es ist zu­ lässig, daß sich sein Winkel in einem Bereich 0° bis 5° be­ züglich der vertikalen Richtung befindet. Der Winkel des konischen Abschnitts 22a wird zum Beispiel auf ungefähr 30° bezüglich der vertikalen Richtung eingestellt.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ordnet der vertikale Abschnitt 22b die Anodenwärme-Kompensationseinrichtung 4 und die Kathodenwärme-Kompensationseinrichtung 5 zuverläs­ sig an, kein Eingreifen wird verursacht und ein Widerstand beim Formenlösen wird durch den konischen Abschnitt 22a ebenso beim Gießen des Isolators 22 entspannt, so daß der Isolator 22 entlang einer Verbindungsoberfläche des Halb­ leitersubstrats 6 nicht getrennt wird.

Es folgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht, die das zweite Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Es wird Bezug auf Fig. 2 genommen. Bezugszeichen, welche iden­ tisch zu denen in Fig. 1 sind, bezeichnen die gleichen oder entsprechende Teile. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Isolator, welcher ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ringförmig ist, während sein Innenumfangsdurchmesser auf der Seite einer Anodenelektrodenschicht 21 verglichen mit der Seite einer Kathodenelektrodenschicht 19 größer gemacht ist. Des weiteren ist ein vertikaler Abschnitt 23b auf dem Innenumfang des Isolators 23 mit einem konischen Abschnitt 23a zusammenhängend entlang der Innenumfangsrichtung ausge­ bildet.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser des vertikalen Abschnitts 23b des Isolators 23 auf der Seite der Anodenelektrodenschicht 21 verglichen mit der Seite der Kathodenelektrodenschicht 19 größer gemacht, wo­ durch sowohl eine Anodenwärme-Kompensationseinrichtung 4, welche zum Zwecke einer Wärmezerstreuung im Durchmesser er­ höht ist, als auch eine Kathodenwärme-Kompensationseinrich­ tung 5, welche im Durchmesser kleiner als die Anodenwärme- Kompensationseinrichtung 4 ist, zuverlässig zueinander aus­ gerichtet werden können.

Des weiteren wird ein Widerstand beim Formenlösen durch ein Ausbildung des konischen Abschnitts 23a entspannt, wo­ durch ein Isolator 22 entlang einer Verbindungsoberfläche eines Halbleitersubstrats 6 nicht getrennt wird.

Des weiteren ist es möglich, durch ein Erhöhen des Durchmessers der Anodenwärme-Kompensationseinrichtung 4 um mindestens 5%, verglichen mit dem der Kathodenwärme-Kom­ pensationseinrichtung 5, einen thermischen Widerstand zu verringern und eine Wärmezerstreuung zu verbessern.

Es folgt die Beschreibung eines dritten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht, die ein Problem bei einem Herstellungsverfahren zum Gießen einer Struktur eines Isolators 24 darstellt. Wenn der Innendurchmesser des Iso­ lators 24 auf einer oberen Oberfläche bzw. einer unteren Oberfläche eines Halbleitersubstrats 6 verringert, bzw. er­ höht wird, darf das Halbleitersubstrat 6 durch Drücke von Formen 15 und 16 nicht gebrochen werden, so daß kein Grat bzw. Gußgrat 25 durch ein Fließen eines Isolators 24 in ei­ nen Zwischenraum zwischen der Form 16 und dem Halbleiter­ substrat 6 verursacht wird, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht, die das dritte Ausführungsbeispiel darstellt. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein diametral hervorstehender Druckabschnitt 27 auf der oberen Form 15 so ausgebildet, daß eine Endober­ fläche des Druckabschnitts 27 zu der eines Druckabschnitts 26 ausgerichtet ist, der auf der unteren Form 16 vorgesehen ist, um ein Halbleitersubstrat 6 in mehreren Abschnitten zu drücken bzw. pressen.

Fig. 5A zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Isolator 24 darstellt, welcher durch die Formen 15 und 16, die in Fig. 4 gezeigt sind, gegossen ist, und Fig. 5B zeigt eine Schnittansicht dieses Isolators 24. Es wird Bezug auf die Fig. 5A und 5B genommen. Ein Innendurchmesser Φa des Isolators 24 auf einer oberen Hauptoberflächenseite des Halbleitersubstrats 6, welcher identisch zu dem Innendurch­ messer Φa des Isolators 24 auf der unteren Hauptober­ flächenseite des Halbleitersubstrats 6 ist, ist durch den Druckabschnitt 27 ausgebildet, der in Fig. 4 gezeigt ist, während ein anderer Innendurchmesser Φb des Isolators 24 auf der unteren Hauptoberflächenseite des Halbleiter­ substrats 6 durch einen Zwischenraum des Druckabschnitts 27 definiert ist, der in Fig. 4 gezeigt ist, um eine Kathodenwärme-Kompensationseinrichtung 5 anzuordnen.

Wie es vorhergehend beschrieben worden ist, ist es mög­ lich, mit weder einem Halbkontakt noch einem Eingreifen des Isolators 24 durch die Kathoden- und Anodenwärme-Kompensa­ tionseinrichtungen 5 und 4, durch ein Gießen des Isolators 24 die Anodenwärme-Kompensationseinrichtung 4 zu vergrößern und eine Wärmezerstreuung zu verbessern und ein Anordnen der Anodenwärme-Kompensationseinrichtung 4 und der Katho­ denwärme-Kompensationseinrichtung 5 aufgrund keines Auftre­ tens eines Grats 25 korrekt auszuführen. Des weiteren wird durch ein Ausbilden des konischen Abschnitts, wel­ cher sich entlang der Innenumfangsrichtung befindet, und des vertikalen Abschnitts, welcher mit dem konischen Ab­ schnitt des Innenumfangs des Isolators 24 zusammenhängt, eine Trennung der Verbindungsoberfläche beim Gießen verhindert.

Es folgt die Beschreibung eines vierten Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 6A und 6B zeigen das vierte Ausführungsbei­ spiel. In diesen Darstellungen zeigt Fig. 6A eine teilweise aufgebrochene Schnittansicht, die eine Halbleitervorrich­ tung des Druckkontakttyps einer Außenumfangsringgatestruk­ tur darstellt, und Fig. 6B zeigt eine perspektivische An­ sicht, die ein Halbleitersubstrat und einen Isolator dar­ stellt, welcher auf dem Außenumfang dieses Halbleiter­ substrats ausgebildet ist. Es wird Bezug auf die Fig. 6A und 6B genommen. Bezugszeichen, welche zu denen in Fig. 1 identisch sind, bezeichnen die gleichen oder entsprechende Teile. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Kathodenkupfer­ block, das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Anodenkupfer­ block, das Bezugszeichen 28 bezeichnet einen Isolator, wel­ cher mit einem konkaven Abschnitt 32 versehen ist, das Be­ zugszeichen 29 bezeichnet eine Ringgateelektrode, das Be­ zugszeichen 30 bezeichnet eine Feder und das Bezugszeichen 31 bezeichnet einen Gateleiter, welcher elektrisch mit der Ringgateelektrode 29 verbunden ist.

Der Isolator 28 ist so mit dem konkaven Abschnitt 32 versehen, daß der Gateleiter 31 in dem konkaven Abschnitt 32 angeordnet ist, wodurch sich der Gateleiter 31 beim Zu­ sammenbau nicht in Kontakt mit dem Isolator 28 befindet, so daß ein korrektes Anordnen ohne ein Brechen des Isolators 28 oder ein Hemmen des Anordnens durchgeführt werden kann.

Des weiteren wird eine Formenlösbarkeit beim Gießen zum Verhindern eines Trennens des Isolators 28 ent­ lang einer Verbindungsoberfläche des Halbleitersubstrats 6 durch ein Ausbilden eines konischen Abschnitts entlang ei­ ner Innenumfangsrichtung und eines vertikalen Abschnitts, welcher mit dem konischen Abschnitt auf dem Innenumfang des Isolators 28 zusammenhängt, verhindert.

Es folgt die Beschreibung eines fünften Ausführungsbei­ spiels der vorliegenden Erfindung.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht, die das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar­ stellt. Es wird Bezug auf Fig. 7 genommen. Das Bezugszei­ chen 33 bezeichnet einen Isolator, welcher mit einer Mehr­ zahl von konkaven Abschnitten 32 versehen ist.

Wärme, welche bei einem elektrischen Betrieb einer Halbleitervorrichtung eines Druckkontakttyps in einem Halb­ leitersubstrat 6 erzeugt wird, wird zu dem Isolator 33 übertragen, um darin gespeichert zu werden. Jedoch wird diese Wärme durch ein Ausbilden der Mehrzahl von konkaven Abschnitten 32 wirkungsvoll zerstreut, während die Höhe des Isolators 33 verringert werden kann, um dadurch gemäß die­ sem Ausführungsbeispiel die Kosten zu verringern.

Unter Berücksichtigung einer Wärmezerstreuung kann eine Rille 35 auf einer außenumfangsseitigen Oberfläche eines Isolators 34 ausgebildet werden, wie es in einer perspekti­ vischen Ansicht und einer Schnittansicht in den Fig. 8A bzw. 8B gezeigt ist. Aufgrund einer Ausbildung der Rille 35 wird nicht nur die Wärmezerstreuung verbessert, sondern der Isolator 34 wird geschont, die Kosten werden verringert, die Kriechstrecke wird verlängert und die Spannungsfestig­ keitseigenschaft wird verbessert.

Wenn eine Mehrzahl von ringförmigen Rillen 37, welche zu einem Halbleitersubstrat 6 koaxial sind, auf der Außen­ umfangsoberfläche des Halbleitersubstrats 6 ausgebildet ist, das sich in Kontakt mit einem Isolator 36 befindet, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird der Verbindungsbereich erhöht und sowohl ein Haftungs- als auch Trennungswider­ stand werden verbessert. Die ringförmigen Rillen 37 betra­ gen zum Beispiel 500 µm in der Breite und 30 µm in der Tiefe.

Aufgrund der Form jedes der Isolatoren 33, 34 und 36, die in den Fig. 7, 8A und 8B bzw. 9 gezeigt sind, ist es durch ein Ausbilden des konischen Abschnitts entlang der Innenumfangsrichtung und des vertikalen Abschnitts, welcher mit dem konischen Abschnitt auf dem Innenumfang zusammen­ hängt, möglich, eine Formenlösbarkeit beim Gießen zu ver­ bessern und die Trennung der Isolatoren 33, 34 bzw. 36 ent­ lang der Verbindungsoberfläche des Halbleitersubstrats 6 zu verhindern.

Die Formen der Isolatoren 33 und 34, die in den Fig. 7 bzw. 8A und 8B gezeigt sind, und die ringförmigen Rillen 37, die in Fig. 9 gezeigt sind, werden bei den Vorrichtungen verwendet, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt sind, um ähn­ liche Effekte zu erzielen.

Claims (11)

1. Halbleitervorrichtung eines Druckkontakttyps, die aufweist:
ein in seinem Inneren mit einem PN-Übergang versehenes Halbleitersubstrat (6), das erste und zweite Hauptoberflä­ chen aufweist;
einen ringförmigen Isolator (22), der entlang eines Ran­ des des gesamten Umfangs und den ersten und zweiten Haupt­ oberflächen des Halbleitersubstrats (6) ausgebildet ist;
eine erste Wärme-Kompensationseinrichtung (4), die sich in Kontakt mit der ersten Hauptoberfläche befindet; und
eine zweite Wärme-Kompensationseinrichtung (5), die sich in Kontakt mit der zweiten Hauptoberfläche befindet,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Isolator (22) auf seinem Innenumfang mit einem koni­ schen Innenumfangsabschnitt (22a, 23a) und einem mit dem koni­ schen Abschnitt (22a, 23a) zusammenhängenden vertikalen Ab­ schnitt (22b, 23b) versehen ist, der einen Innenumfangsdurch­ messer ausbildet und im wesentlichen senkrecht zu dem Halb­ leitersubstrat (6) verläuft.

2. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des vertika­ len Abschnitts (22b) ungefähr 0.1 mm beträgt.

3. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der vertikale Abschnitt (22b) bezüglich Normalenrichtungen der ersten und zweiten Hauptoberflächen in einem Winkel von ungefähr 5° befindet.

4. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Ab­ schnitt (22a) bezüglich Normalenrichtungen der ersten und zweiten Hauptoberflächen in einem Winkel von ungefähr 30° geneigt ist.

5. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenumfangs­ durchmesser eines Abschnitts des Isolators (22) entlang der ersten Hauptoberfläche größer als der eines Abschnitts ent­ lang der zweiten Hauptoberfläche ist.

6. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein konkaver Abschnitt (32) auf der Oberfläche eines Abschnitts des Isolators (22) ausgebildet ist, der entlang der ersten Hauptoberfläche und/oder der zweiten Hauptoberfläche ausge­ bildet ist.

7. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmi­ ger konkaver Abschnitt (35) auf dem gesamten Umfang der Oberfläche eines Abschnitts des Isolators (22) ausgebildet ist, der entlang des Randes ausgebildet ist.

8. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Innenumfang eines Abschnitts des Isolators (23), der entlang der zweiten Oberfläche ausgebildet ist, ein konkaver Abschnitt ausge­ bildet ist, dessen Durchmesser (ϕa) im wesentlichen iden­ tisch zu dem Innenumfangsdurchmesser (ϕa) eines Abschnitts ist, der auf der ersten Hauptoberfläche ausgebildet ist.

9. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der ersten Wärme-Kompensationseinrichtung (4) um mindestens 5% größer als der der zweiten Wärme-Kompensationseinrich­ tung (5) ist.

10. Halbleitervorrichtung eines Druckkontakttyps nach einem der Ansprüche 1 oder 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmige Rille (37) in Abschnitten der ersten und zweiten Hauptoberflächen, die den Isolator (36) kontak­ tieren, koaxial zu dem Halbleitersubstrat (6) ausgebildet ist.

11. Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps nach An­ spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Rille (37) ungefähr 50 µm in der Breite und ungefähr 30 µm in der Tiefe beträgt.