JPH08242009A - パワー半導体デバイス - Google Patents

パワー半導体デバイス

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JPH08242009A
JPH08242009A JP7334138A JP33413895A JPH08242009A JP H08242009 A JPH08242009 A JP H08242009A JP 7334138 A JP7334138 A JP 7334138A JP 33413895 A JP33413895 A JP 33413895A JP H08242009 A JPH08242009 A JP H08242009A
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JP
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anode
cathode
semiconductor device
power semiconductor
semiconductor base
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JP7334138A
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English (en)
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Peter Voss
フオス ペーター
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Eurec Europ G fur Leistungshalbleiter Mbh & Co KG
EUPEC GmbH
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Eurec Europ G fur Leistungshalbleiter Mbh & Co KG
EUPEC GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワー半導体デバイスの電流容量を高める。 【解決手段】 陽極３が陰極２よりも大きく半導体基体
１よりも小さい直径を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、傾斜した縁面を有
する半導体基体、陰極、陽極及び少なくとも陽極と半導
体基体との間に合金化することなく形成される接合を有
するパワー半導体デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】上記形式のパワー半導体デバイスは例え
ば欧州特許第０２４２６２６号明細書及びドイツ連邦共
和国特許第３６３３２６６号明細書に記載されている。
このデバイスは一般に使用されているパワー半導体デバ
イスとは異なり、合金化によるものではなく加圧焼結又
は拡散溶接により半導体基体と接合されている陽極を有
する。拡散溶接又は加圧焼結は合金化に比べて低温でよ
いが、しかし高圧を必要とする。それにより窩腔のない
材料相互の接合が陽極と半導体基体との間に形成され
る。
【０００３】陽極を形成する際に必要な高圧のために従
来は陰極と陽極は形状が全く同一に形成されて来た。特
にパワー半導体デバイスの場合その陰極側の表面は例え
ば４°の負の傾斜角を有し、そのため半導体基体の比較
的大きな縁範囲が十分には冷却されないままになってい
た。これは熱負荷能力を低減させ、その結果電流容量が
低下することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
形式のパワー半導体デバイスの電流容量を高めるように
改良することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、陽極が陰極よりも大きく半導体基体よりも小さい直
径を有することにより解決される。
【０００６】
【実施例】本発明を実施例及び図面に基づき以下に詳述
する。
【０００７】図２に示す従来のパワー半導体デバイスは
陰極２及び陽極１３を介して接触化されている半導体基
体１を有する。接触部は通常モリブデンから成る。陰極
側の表面６の上には金属層４が、また陽極側の表面７の
上には金属層５が施されている。これらの金属層は加圧
下及び比較的低温下に電極２、１３と半導体基体１との
間に拡散ろう付け又は焼結接合を生じさせる金属又は合
金を含有する。焼結接合の技術については例えば上述の
欧州特許第０２４２６２６号明細書に、また拡散ろう付
けの技術については例えば上述のドイツ連邦共和国特許
第３６３３２６６号明細書に示されている。従って個々
の処理工程の説明はここでは省略する。
【０００８】電極２、１３は形状が同一であり、即ちそ
れらは同じ直径を有し、互いに対向して設けられてい
る。陰極側の表面６は負の角度で傾斜する縁面９を有す
る。この角度は通常０°より大きく１０°より小さい。
半導体基体１の縁は付加的に正の角度で傾斜する面８を
有する。この傾斜角度はここでは一般に２０°〜６０°
である。半導体基体１の縁は例えばシリコンゴムからな
る絶縁スリーブ１４により囲まれており、このスリーブ
はまた陰極側の表面６の一部、縁面９、縁面８及び陽極
側の表面７の一部を覆っている。
【０００９】図２に示す従来のパワー半導体デバイスの
縁は陰極２及び陽極１３の側面からの放熱を介してのみ
冷却される。従ってこの半導体デバイスの電流容量は低
減させられている。
【００１０】図１に示されている本発明による半導体デ
バイスは図２のそれとはその直径が陰極２の直径よりも
大きい陽極３を有している点で本質的に異なっている。
しかし製造技術上の理由から陽極３は半導体基体１の縁
までは達しておらず、傾斜する縁面９の下方で終わって
いる。しかし陽極３は傾斜する縁面８の下まで達しても
よい。それにより半導体基体の冷却は決定的に改善する
ことができる。そのため電流容量は高められる。
【００１１】大きさの異なる電極２、３は拡散溶接又は
加圧焼結により設けられる。その際生じる半導体基体１
の曲げ応力は適切な加圧装置により、例えば弾性封入物
の使用により、半導体基体にとって安全な程度に低下さ
せることができる。スリーブ１０は電極を設ける前に施
すと有利である。スリーブ１０が例えばシリコンゴム製
である場合圧縮力の均等化を図ることができる。
【００１２】陰極２に比べて大きい陽極３は図２の従来
例とは異なり非対称の絶縁スリーブを必要とする。この
スリーブは１０と符号付けられている。上述したように
絶縁スリーブ１０はシリコンゴムから成っていてもよ
く、このゴムは半導体基体１の表面に生じるすべてのｐ
ｎ接合を覆う。その際陽極側の表面７の上に施されてい
る金属層５はこのゴムにより被覆されてもよい。従って
ゴムと金属層との間を正確に調整する必要はない。
【００１３】この実施例において陰極２も陽極３も拡散
ろう付け又は加圧焼結により半導体基体１と接合される
ものであると記載した。しかし上述の方法を陽極側だけ
に使用することも可能である。更に本発明はパワー半導
体の場合電極の面に対してその陰極側の縁面９を０°〜
１０°の角度に傾斜させないで使用することも可能であ
る。縁面９は縁の阻止能力が例えば段階付けられた拡散
を経て調整される場合には電極の主平面に対して並行
（プレーナ縁）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワー半導体デバイスの一実施例
の断面図。
【図２】従来技術によるパワー半導体デバイスの断面
図。
【符号の説明】
１ 半導体基体 ２ 陰極 ３、１３ 陽極 ４、５ 金属層 ６ 陰極側の表面 ７ 陽極側の表面 ８ 正の角度に傾斜する縁面 ９ 負の角度に傾斜する縁面 １０、１４ 絶縁スリーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390041531 オイペック、オイロペイツシエ、ゲゼルシ ヤフト、フユア、ライスツングスハルプラ イター、ミツト、ベシユレンクテル、ハフ ツング、ウント、コンパニ、コマンデイー ト、ゲゼルシヤフト ＥＵＰＥＣ ＥＵＲＯＰＡＥＩＳＣＨＥ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＦＵＥＲ Ｌ ＥＩＳＴＵＮＧＳＨＡＬＢＬＥＩＴＥＲ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡ ＦＴＵＮＧ ＋ ＣＯＭＰＡＮＹ・ＫＯＭ ＭＡＤＩＴＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ドイツ連邦共和国ワルシユタインベレツケ （番地なし) (72)発明者 ペーター フオス ドイツ連邦共和国 81925 ミユンヘン ルトリープシユトラーセ 42

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 傾斜した縁面を有する半導体基体、陰
    極、陽極及び少なくとも陽極と半導体基体との間に合金
    化することなく形成される接合を有するパワー半導体デ
    バイスにおいて、陽極（３）の直径が陰極（２）よりは
    大きく半導体基体（１）よりは小さいことを特徴とする
    パワー半導体デバイス。
  2. 【請求項２】 半導体基体（１）の陰極側の縁面（９）
    が陰極（２）の範囲外で０°よりも大きく１０°よりも
    小さい角度で陰極（２）の表面に対して傾斜しており、
    陽極（３）の縁がこの面に対向していることを特徴とす
    る請求項１記載のパワー半導体デバイス。
  3. 【請求項３】 陰極（２）と半導体基体（１）の縁との
    間に陰極の表面に対して２０°〜６０°の角度で傾斜し
    ている縁面（８）が設けられており、陽極（３）の縁が
    この縁面（８）に対向していることを特徴とする請求項
    １記載のパワー半導体デバイス。
  4. 【請求項４】 電極の範囲外の半導体基体（１）が絶縁
    スリーブ（１０）で覆われていることを特徴とする請求
    項１ないし３の１つに記載のパワー半導体デバイス。
  5. 【請求項５】 少なくとも陽極（３）が半導体基体
    （１）と加圧焼結又は拡散溶接により接合されているこ
    とを特徴とする請求項１記載のパワー半導体デバイス。
  6. 【請求項６】 陽極（３）を設ける前に絶縁スリーブ
    （１０）を施すことを特徴とする請求項４又は５記載の
    半導体デバイス。
JP7334138A 1994-12-02 1995-11-29 パワー半導体デバイス Pending JPH08242009A (ja)

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DE4443271.2 1994-12-02
DE4443271 1994-12-02

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EP (1) EP0715351B1 (ja)
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