DE19612838A1 - Leistungshalbleiterbauelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Leistungshalbleiterbauelement sowie Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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- Die Bonding (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektro
nik. Sie betrifft ein steuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit einem flä
chigen Halbleitersubstrat und auf der Oberseite des Halbleitersubstrats iso
liert angeordneten Steuerelektroden, sowie Hauptelektroden, wobei die Steue
relektroden und Hauptelektroden jeweils durch entsprechende Kontakte in
Form einer Metallisierung von außen anschließbar sind.
Ein solches Leistungshalbleiterbauelement ist z. B. aus der EP-A1-0 597 144
bekannt.
Die verbesserte Leistungsfähigkeit erlaubt es modernen Hochleistungshalblei
ter-Modulen, wie sie in der eingangs genannten Druckschrift beschrieben
sind, mehr und mehr Applikationen abzudecken, die bisher nur GTOs und
Thyristorbauelementen vorbehalten waren. Ein Modul beinhaltet dabei in der
Regel mehrere Halbleiterbauelemente, die zu einer logischen Funktionseinheit
zusammengefaßt werden können. Beispiele dafür sind Gleichrichter, Einzel
schalter mit antiparalleler Diode oder Phasenbausteine. Solche Module
(Thyristor-, Transistor-, IGBT- oder Dioden-Module) sind heute im Leistungs
bereich bis zu 1000 V und einigen 100 A weit verbreitet. Sie werden vor allem
im Industrie- und Traktionsbereich sowie HVDC(High Voltage Direct Cur
rent)-Anwendungen eingesetzt.
Alle diese Applikationen stellen extrem hohe Anforderungen an die Lebens
dauer und Zuverlässigkeit der Bauelemente. Ein Problem bezüglich der Zuver
lässigkeit stellt dabei die Verbindung zwischen dem Modulkörper und der
Vorder- oder Oberseitenmetallisierung des eigentlichen Halbleiterchips dar:
Das Abheben der heute bei Leistungshalbleitern mit isolierter Steuerelektrode
üblichen Bondverbindungen von der Chipmetallisierung führt zu einem Un
terbruch im Modul. Grund dafür sind Ermüdungseffekte im Bondbereich auf
dem Chip, die durch Lastwechsel am Modul hervorgerufen werden, bei denen
das Bauelement mittels der selbst erzeugten Verlustwärme im Betrieb auf die
maximal zulässige Betriebstemperatur aufgeheizt und danach wieder auf die
Temperatur des Kühlers abgekühlt wird.
Der erwähnte Stand der Technik mit den Bondverbindungen zwischen Chip
und Umgebung kann anhand der Fig. 1 verdeutlicht werden. Das Leistungs
halbleiterbauelement 10, in diesem Fall ein IGBT, umfaßt ein Halbleiter
substrat 11, in dem durch geeignete Vorbehandlung eine Vielzahl von neben
einander angeordneten und parallel geschalteten IGBT-Zellen 12, 13 unterge
bracht sind. Hinsichtlich Detailaufbau und Funktionsweise der IGBT-Zellen
12, 13 sei auf die einschlägige Literatur verwiesen. Auf der Oberfläche des
Halbleitersubstrats 11 sind, durch eine Gateisolierung 19 isoliert, Gateelek
troden 14 angeordnet, die teilweise die IGBT-Zellen 12, 13 überdecken und im
Überdeckungsbereich eine Steuerfunktion ausüben.
Die Gateelektroden 14 sind von außen über Gatekontakte 15 anschließbar,
die in Form einer partiellen Metallisierung auf die Substratoberfläche aufge
bracht sind. Die Emitter der IGBT-Zellen 12, 13 als Hauptelektroden sind ent
sprechend durch metallisierte Emitterkontakte 16 kontaktiert. Die Metallisie
rungen 15, 16 bestehen typischerweise aus einer 2-5 µm dicken
Al/Si-Legierungsschicht. Die geforderte Isolierung zwischen Gatekontakt 15 und
Emitterkontakt 16 wird durch eine laterale Trennung der beiden Metallisie
rungsflächen 15, 16 erreicht. Der kollektorseitige Anschluß des Bauelements
erfolgt durch flächiges Auflöten des Halbleitersubstrats mit seiner Unterseite
auf ein metallisiertes Keramiksubstrat (siehe Fig. 4(a)).
Die Verbindung von der Oberseite des Chips bzw. Halbleitersubstrats 11 zum
Modulkörper wird durch Bonddrähte 17, 18 bewirkt, wie dies z. B. in Fig. 4 der
eingangs genannten Druckschrift gezeigt ist. Aus den o.g. Gründen kann bei
dieser Art des Aufbaus nach einer entsprechenden Zahl von Lastwechseln
(5000-40000) bei deltaT=80°C ein Ablösen der Bonddrähte 17 bzw. 18 vom
Chip beobachtet werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Leistungshalbleiter
bauelement mit isolierter Steuerelektrode zu schaffen, welches eine maßgeb
lich verbesserte Lastwechselfestigkeit aufweist und sich damit auch für
schwierige Anwendungen wie z. B. die Traktion eignet.
Die Aufgabe wird bei einem Bauelement der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß die Kontakte eine lötfähige Lötmetallisierung umfassen, und daß
der Anschluß über wenigstens eine elektrisch leitfähige Platte erfolgt, welche
auf die Lötmetallisierung aufgelötet ist. Durch Verwendung einer gelöteten
Verbindung zwischen Chipmetallisierung und Modul kann die Zahl der Last
wechsel auf typisch über 70000 (bei deltaT=80°C) erhöht werden. Durch die
geeignete Wahl des Plattenmaterials und der Lötparameter wird dabei eine
bessere Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten erreicht, so
daß die Ablösung der Anschlußverbindungen aufgrund der Lastwechsel we
sentlich langsamer fortschreitet.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die
Kontakte selbst als Lötmetallisierung ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß
bei der Herstellung keine zusätzlichen Metallisierungsschritte erforderlich
sind. Alternativ dazu kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die Löt
metallisierung als separate Schicht über den Kontakten aufgebracht sein.
Durch separate Auswahl der Metallisierungsmaterialien kann hierdurch eine
optimale Anpassung sowohl hinsichtlich der Kontaktierungs- als auch hin
sichtlich der Löteigenschaften erreicht werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Bauelements nach der Erfin
dung zeichnet sich dadurch aus, daß die Lötmetallisierung aus mehreren
übereinanderliegenden Schichten aufgebaut ist und daß insbesondere die
Lötmetallisierung aus einer Schicht aus Si-haltigem Al, einer Schicht aus Ti
oder Cr, einer Schicht aus Ni und einer Schicht aus einem oder mehreren Me
tallen aus der Gruppe Au, Pd oder Ag aufgebaut ist. Hierdurch ergeben sich
besonders günstige Löteigenschaften.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß
die aufgelötete, elektrisch leitende Platte aus einer beidseitig metallisierten
und durchkontaktierten Keramikplatte besteht. Dies hat den Vorteil, daß für
Steuerelektroden und Hauptelektroden eine gemeinsame Platte vorgesehen
und aufgelötet werden kann, bei der die Trennung der Elektroden durch eine
Trennung in der Metallisierung der Platte erreicht wird.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bauelements ergeben
sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß zur elektri
schen Isolierung der Kontakte von Steuerelektrode und Hauptelektrode zwi
schen den Kontakten eine Passivierungsschicht mit einer vom Lot nicht be
netzbaren Oberfläche aufgebracht wird, das danach ganzflächig die Lötmetal
lisierung aufgebracht und über der Passivierungsschicht im Bereich des Steu
erelektrodenanschlusses wieder entfernt wird, und daß anschließend die
elektrisch leitenden Platten aufgelötet werden, wobei sich das Lot aus dem
Bereich der Passivierungsschicht auf die angrenzenden Bereiche der Lötme
tallisierung zurückzieht. Als Passivierungsschicht werden dabei vorzugsweise
ein Polyimid oder im Plasma abgeschiedene Nitride oder Oxide verwendet.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zu
sammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 im Ausschnitt den Querschnitt durch ein IGBT-Bauelement
mit einem herkömmlichen Anschluß durch auf die Chipmetal
lisierung aufgebondeten Bonddrähten;
Fig. 2 in einer vergleichbaren Darstellung einen IGBT, der gemäß
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er
findung über eine aufgelötete Metallplatte angeschlossen ist;
Fig. 3 die Selbstjustierung und Isolierung gelöteter Gate- und Emit
teranschlüsse durch Einsatz einer speziellen Passivierung bei
einem IGBT gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
Fig. 4 unterschiedliche Arten der Bondverbindung bei einem aufgelö
teten Halbleiterchip, und zwar nach dem Stand der Technik
(Fig. 4(a)), gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Er
findung mit aufgelöteter Keramikplatte (Fig. 4(b)), und gemäß
einem zweiten Ausführungsbeispiel mit aufgelöteter Metall
scheibe; und
Fig. 5 das Ausführungsbeispiel aus Fig. 4(b) in der Draufsicht.
Im Unterschied zu dem IGBT aus Fig. 1, der - wie eingangs bereits beschrie
ben - in herkömmlicher Weise durch direkt auf die Chipmetallisierung aufge
bondete Drähte abgeschlossen ist, ist in Fig. 2 ein erstes bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements wiedergege
ben. Das Leistungshalbleiterbauelement 20 hat als IGBT in seinem Halblei
tersubstrat 21 denselben internen Aufbau mit IGBT-Zellen 22, 23, isoliert in
einer Gateisolierung 31 angeordneten Gateelektroden 24, metallisierten Gate
kontakten 25 und metallisierten Emitterkontakten 26. Über den Emitterkon
takten 26 ist eine lötfähige Lötmetallisierung 27 aufgebracht. Die Lötmetalli
sierung 27 kann entweder zusammen mit dem Kontaktmetall des Emitterkon
takts 26 oder selbst als Kontaktmetall aufgebracht und strukturiert werden,
oder nach der Metallisierung des Kontakts 26 als separate zweite Metallage
aufgebracht werden, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Auf die Lötmetallisie
rung 27 wird zu Anschlußzwecken mittels einer Lotschicht 29 eine Metall
platte 30 aufgelötet.
Die Metallisierung des Gatekontakts 25 ist außerhalb des Kontaktpads, d. h.
im sogenannten Gate-Runner-Bereich, mit einer isolierenden Passivierungs
schicht 28 abgedeckt. Hierdurch wird die geforderte Isolierung zwischen Gate
und Emitter erreicht. Bevorzugte Materialien für die Passivierungsschicht 28
sind Polyimide oder im Plasma abgeschiedene Nitride oder Oxide. Die ver
wendbaren Passivierungsmaterialien sind z. T. sehr brüchig und können nach
mechanischem Streß Risse aufweisen, die zu einem Verlust der Isolationsei
genschaften und damit zu einem Kurzschluß zwischen Gate und Emitter füh
ren. Die Passivierungsschicht 28 sollte daher eine vom Lot nicht benetzbare
Oberfläche aufweisen. Die zunächst ganzflächig aufgetragene Lötmetallisie
rung 27 wird daher über der Passivierungsschicht 28 im Gate-Runner-Bereich
wieder abgeätzt. Dadurch wird folgendes erreicht:
- - Das Lot der Lotschicht 29 ist nicht in Kontakt mit einem eventuellen Riß in der Passivierungsschicht 28; dadurch wird ein Kurzschluß erschwert
- - Der mechanische Streß kann nicht direkt von der Lotschicht auf die Pas sivierungsschicht 28 übertragen werden.
Die nicht benetzbare Oberfläche der Passivierungsschicht kann ebenfalls ver
wendet werden, um im Falle einer Lötung von Emitter- und Gafeanschluß
eine Selbstjustierung und Isolation zu erreichen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.
Das Leistungshalbleiterbauelement 32 der Fig. 3 ist gleichfalls ein IGBT mit
einem Halbleitersubstrat 33 und IGBT-Zellen 34, die über von einer Gateiso
lierung 36 umgebene Gateelektroden 35 gesteuert werden. Gate und Emitter
werden über einen Gatekontakt 37 bzw. Emitterkontakt 38 kontaktiert, die
jeweils mit der Lotmetallisierung 40 bedeckt sind. Zwischen den Kontakten
37, 38 ist die Passivierungsschicht 39 vorgesehen. Das Lot 41, 43 zieht sich
beim Auflöten der zu Emitter und Gate gehörenden Metallplatten 42 und 44
auf die benetzbaren Gebiete der Lotmetallisierung 40 zurück, so daß im Be
reich der Passivierungsschicht 39 ein Isolationsgraben 45 zurückbleibt, der als
lateraler Isolationsabstand zwischen Gate und Emitter dient.
Weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Bauelements können
anhand der Fig. 4 und 5 erläutert werden. Fig. 4(a) zeigt dabei zunächst
noch einmal den schematischen Aufbau eines in herkömmlicher Weise kon
taktierten Leistungshalbleitermoduls. Bei diesem Modul wird das Halbleiter
substrat (der Chip) 62 des Leistungshalbleiterbauelements 49 mit der
Unter- oder Rückseite mittels einer Lotschicht 50 auf ein beidseitig mit einer Metal
lisierung 47, 48 versehenes Keramiksubstrat 46 gelötet. Auf der Ober- bzw.
Vorderseite wird der Anschluß durch Aufbonden eines Bonddrahtes 51 herge
stellt. Im konventionellen Modul werden dabei bevorzugt Drähte aus Reinsta
luminium (ggf. mit geringen Legierungszusätzen) mit einer typischen Dicke
von 300-500 µm auf die Chipmetallisierung gebondet. Die Chipmetallisierung
besteht üblicherweise aus Aluminium oder Aluminium mit typ. 1% Silizium
und hat eine Dicke von einigen µm.
Wie bereits mehrfach erwähnt, hat diese Bondverbindung Schwächen: Beim
Bonden entstehen am Fußpunkt des Bonds verfahrensbedingt Risskeime, die
dann aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung des Bond
drahtes und der Chipmetallisierung im Verlauf der oben erwähnten Last
wechsel entlang der Chipoberfläche weiter fortschreiten können. Im Extrem
löst sich der Bonddraht 51 vollständig von der Chipmetallisierung ab. Fig. 4(b)
zeigt schematisch eine weitere Art der Kontaktierung nach der Erfindung, die
das geschilderte Problem löst: Hier wird zunächst eine elektrisch leitende
Scheibe oder Zwischenplatte 53 mittels einer weiteren Lotschicht 52 auf das
Halbleitersubstrat 62 gelötet und anschließend der Bonddraht 51 auf diese
Zwischenplatte 53 gebondet. Die Zwischenplatte 53 ist dabei vorzugsweise als
Keramikplatte 55 ausgebildet, die beidseitig mit einer Metallisierung 54 ver
sehen und mittels Durchkontaktierungslöchern 56 durchkontaktiert ist.
Dazu ist es wie bei den Beispielen der Fig. 2 und 3 zunächst erforderlich, daß
die Chipoberseite eine (in Fig. 4 nicht dargestellte) lötfähige Metallisierung
aufweist. Die lötfähige Metallisierung ist vorzugsweise aus mehreren Schich
ten aufgebaut. Als typisches Beispiel sei eine Schichtenfolge aus 3 µm
Al-1%Si, 100 nm Ti, 0,5 µm Ni und 100 nm bis einige µm aus Au, Pd oder Ag ge
nannt. Die Lötung ist eine Weichlötung, wie sie heutzutage in der Industrie
üblich ist. Die anwendbaren Lötverfahren reichen von flußmittelhaltigen Lö
tungen in Vakuum oder reduzierender Atmosphäre bis hin zum Auftrag von
flußmittelhaltigen Lötpasten mit anschließendem Reflow. Bevorzugt wird die
Zwischenplatte 53 im gleichen Arbeitsgang auf den Chip gelötet, in dem der
Chip auf das metallisierte Keramiksubstrat 46 gelötet wird. Die Kontaktie
rung des Drahtes erfolgt wiederum mit heute üblichen Verfahren und Mate
rialien des Drahtbondens.
Der eigentliche Vorteil der dargestellten Kontaktierung mit gelöteter Zwi
schenplatte liegt nun darin, daß durch die geeignete Wahl des Scheibenma
terials und der Löt- und Bondparameter eine bessere Anpassung der thermi
schen Ausdehnungskoeffizienten erreicht werden kann, so daß der oben er
wähnte Risskeim im Verlauf der Lastwechsel wesentlich langsamer fortschrei
tet, und damit für das Leistungshalbleitermodul eine wesentliche Erhöhung
der Lastwechselfestigkeit erzielt werden kann.
Die Materialauswahl für die auf der Chipoberseite aufgelötete Zwischenplatte
ist somit ein entscheidender Faktor. Im folgenden sollen daher einige Beispie
le aufgeführt werden, die in der Praxis alle zu einer deutlichen Verbesserung
der Lastwechselfestigkeit geführt haben:
- 1) Die bereits in Fig. 4(b) dargestellte Zwischenplatte 53 aus einer beid seitig metallisierten und durchkontaktierten Keramikplatte 55. Als Platte kommt eine Direct Copper Bonded (DCB) Al2O₃-Keramik mit ei ner Dicke von 630 µm und einer Kupferdicke von 300 µm zur Anwen dung.
- 2) Gemäß Fig. 4(c) eine Metallscheibe 58 in Form einer Molybdän-Platte von 250 µm Dicke, auf die als Metallauflage 57 eine Schicht von 7-17 µm Ni und 10-15 µm Al aufgewalzt ist. Das aufgewalzte Aluminium dient als mechanischer Puffer zwischen dem niedrigen Ausdehnungs koeffizienten der Molybdänscheibe 58 und dem Bondfuß des Bond drahtes 51.
- 3) Eine Zwischenplatte aus Trimetall mit 56 µm Cu, 168 µm FeNi36 und 56 µm Cu, die beidseitig mit einer Dicke von 3-7 µm vernickelt ist.
Das unter (1) aufgeführte Beispiel aus Fig. 4(b) führt beim heutigen Stand der
Untersuchungen zur höchsten Lestwechselfestigkeit, mit einer etwa 5-10 fa
chen Verbesserung gegenüber dem derzeit üblichen Stand der Technik. Ein
weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß gemäß Fig. 5 der Anschluß
der Hauptelektrode 59 und der Steuerelektrode 60 durch das Auflöten der me
tallisierten Keramikplatte 55 in einem Arbeitsgang erfolgen kann. Anschlie
ßend können dann auf der Keramikplatte 55 Haupt- und Steueranschluß
wieder getrennt durch entsprechende Bonddrähte 51, 61 drahtgebondet wer
den.
Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein Leistungshalbleiterbauelement,
welches mit stark verbesserter Lastwechselfestigkeit in eine Modul eingebaut
und angeschlossen werden kann.
Bezugszeichenliste
10, 20 Leistungshalbleiterbauelement
11, 21 Halbleitersubstrat
12, 13 IGBT-Zelle
14, 24 Gateelektrode
15, 25 Gatekontakt
16, 26 Emitterkontakt
17, 18 Bonddraht
19, 31 Gateisolierung
22, 23 IGBT-Zelle
27 Lötmetallisierung
28 Passivierungsschicht
29 Lotschicht
30 Metallplatte
32 Leistungshalbleiterbauelement
33 Halbleitersubstrat
34 IGBT-Zelle
35 Gateelektrode
36 Gateisolierung
37 Gatekontakt
38 Emitterkontakt
39 Passivierungsschicht
40 Lötmetallisierung
41, 43 Lot
42 Metallplatte (Emitter)
44 Metallplatte (Gate)
45 Isolationsgraben
46 Keramiksubstrat
47 Metallisierung (oben)
48 Metallisierung (unten)
49 Leistungshalbleiterbauelement
50, 52 Lotschicht
51, 61 Bonddraht
53 Zwischenplatte
54 Metallisierung
55 Keramikplatte
56 Durchkontaktierungsloch
57 Metallauflage
58 Metallscheibe
59 Hauptelektrode
60 Steuerelektrode
62 Halbleitersubstrat.
11, 21 Halbleitersubstrat
12, 13 IGBT-Zelle
14, 24 Gateelektrode
15, 25 Gatekontakt
16, 26 Emitterkontakt
17, 18 Bonddraht
19, 31 Gateisolierung
22, 23 IGBT-Zelle
27 Lötmetallisierung
28 Passivierungsschicht
29 Lotschicht
30 Metallplatte
32 Leistungshalbleiterbauelement
33 Halbleitersubstrat
34 IGBT-Zelle
35 Gateelektrode
36 Gateisolierung
37 Gatekontakt
38 Emitterkontakt
39 Passivierungsschicht
40 Lötmetallisierung
41, 43 Lot
42 Metallplatte (Emitter)
44 Metallplatte (Gate)
45 Isolationsgraben
46 Keramiksubstrat
47 Metallisierung (oben)
48 Metallisierung (unten)
49 Leistungshalbleiterbauelement
50, 52 Lotschicht
51, 61 Bonddraht
53 Zwischenplatte
54 Metallisierung
55 Keramikplatte
56 Durchkontaktierungsloch
57 Metallauflage
58 Metallscheibe
59 Hauptelektrode
60 Steuerelektrode
62 Halbleitersubstrat.
Claims (12)
1. Steuerbares Leistungshalbleiterbauelement (20, 32, 49) mit einem
flächigen Halbleitersubstrat (21, 62) und auf der Oberseite des Halbleiter
substrats (21, 62) isoliert angeordneten Steuerelektroden (24, 35), sowie
Hauptelektroden, wobei die Steuerelektroden (24, 35) und Hauptelektroden
jeweils durch entsprechende Kontakte (25, 37 bzw. 26, 38) in Form einer Me
tallisierung von außen anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontakte eine lötfähige Lötmetallisierung (27, 40) umfassen, und daß der An
schluß über wenigstens eine elektrisch leitfähige Platte (30, 42, 44, 53) er
folgt, welche auf die Lötmetallisierung (27, 40) aufgelötet ist.
2. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bauelement als IGBT, MOSFET oder MCT LOS Control
led Thyristor) ausgebildet ist.
3. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (25, 37 bzw. 26, 38) selbst als
Lötmetallisierung ausgebildet sind.
4. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lötmetallisierung (27, 40) als separate
Schicht über den Kontakten (25, 37 bzw. 26, 38) aufgebracht ist.
5. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lötmetallisierung (27, 40) aus mehreren
übereinanderliegenden Schichten aufgebaut ist.
6. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lötmetallisierung (27, 40) aus einer Schicht aus Si-haltigem
Al, einer Schicht aus Ti oder Cr, einer Schicht aus Ni und einer Schicht aus
einem oder mehreren Metallen aus der Gruppe Au, Pd oder Ag aufgebaut ist.
7. Leistungshalbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die aufgelötete, elektrisch leitende Platten (53)
von außen durch Bonddrähte (51, 61) kontaktiert ist.
8. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die aufgelötete, elektrisch leitende Platte im wesentlichen aus
einer Metallscheibe (58) aus Molybdän besteht und auf der Oberseite eine Me
tallauflage (57) aus Ni und Al aufweist.
9. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die aufgelötete, elektrisch leitende Platte aus Trimetall mit ei
ner Mittelschicht aus FeNi und Außenschichten aus Cu besteht.
10. Leistungshalbleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die aufgelötete, elektrisch leitende Platte aus einer beid
seitig metallisierten und durchkontaktierten Keramikplatte (55, 54, 56) be
steht.
11. Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauelements
nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektri
schen Isolierung der Kontakte (37, 38) von Steuerelektrode (35) und Haupte
lektrode zwischen den Kontakten (37, 38) eine Passivierungsschicht (39) mit
einer vom Lot nicht benetzbaren Oberfläche aufgebracht wird, das danach
ganzflächig die Lötmetallisierung (40) aufgebracht und über der Passivie
rungsschicht (39) im Bereich des Steuerelektrodenanschlusses wieder entfernt
wird, und daß anschließend die elektrisch leitenden Platten (42, 44) aufgelö
tet werden, wobei sich das Lot aus den Bereich der Passivierungsschicht (39)
auf die angrenzenden Bereiche der Lötmetallisierung (40) zurückzieht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als
Passivierungsschicht (39) ein Polyimid oder im Plasma abgeschiedene Nitride
oder Oxide verwendet werden.
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|---|---|---|---|
| US55802395A | 1995-11-13 | 1995-11-13 |
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