具有接触装置的功率半导体部件制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种具有接触装置的功率半导体部件，在其具有法线方向的第一主侧上具有负载端子表面和带有控制端子表面边界的控制端子表面，接触装置为具有第一和第二导电层以及介于之间的第一电绝缘层的叠层，第一导电层具有第一负载传导层和第一控制传导层，前者导电连接到负载端子表面，后者导电连接到控制端子表面，第二导电层具有第二负载传导层和第二控制传导层，第二控制传导层具有在法线方向上与控制端子表面对齐的第一部分、其控制传导子层边界在法线方向上的投影中相对于控制端子表面边界横向偏移的第二部分和连接第一和第二部分的第三部分，第一绝缘层具有在第一和第二负载传导层之间的第一导孔和在第一和第二控制传导层之间的第二导孔。

Power semiconductor components with contact devices

【技术实现步骤摘要】
具有接触装置的功率半导体部件
本专利技术描述了一种具有接触装置的功率半导体部件，其中功率半导体部件在其第一主侧上具有负载端子表面和控制端子表面。接触装置设计成布置在这些端子表面和标准连接装置之间。
技术介绍
DE102014117246A1公开了一种用于制造基板适配器的方法，该基板适配器特别用于接触半导体部件，该方法包括以下步骤：构造导电金属元件；用电绝缘材料，特别是塑料至少部分地包覆结构化金属元件，以及将接触材料施加到金属元件的第一侧。在功率半导体部件、特别是基于碳化硅(SiC)的功率半导体部件的各种应用中，很难以使得用于该目的的连接装置给负载端子表面提供足够的载流能力的方式来连接上侧的端子表面。当使用新颖的连接装置、特别是基于薄膜技术的那些连接装置时，也可能难以构建到控制端子表面的连接，这取决于连接装置在表面上的位置。这适用于不同设计中的材料接合和力配合连接。
技术实现思路
考虑到现有技术，本专利技术的目的是提出一种具有接触装置的功率半导体部件，该接触装置在到连接装置的连接的特定构造中允许更大的自由度。根据本专利技术，该目的通过具有接触装置的功率半导体部件来实现，其中功率半导体部件在其具有法线方向(normaldirection)的第一主侧上具有负载端子表面和具有控制端子表面边界的控制端子表面，其中接触装置设置为叠层，叠层为具有第一导电层和第二导电层以及置于之间的第一电绝缘层，其中第一导电层具有第一负载传导层和第一控制传导层，其中第一负载传导层连接到负载端子表面，并且第一控制传导层连接到控制端子表面，其都是导电的连接，其中第二导电层具有第二负载传导层和第二控制传导层，第二控制传导层具有第一部分、第二部分和第三部分，第一部分在法线方向上与控制端子表面对齐，第二部分的控制传导子层边界在法线方向上的投影中相对于控制端子表面边界横向偏移，第三部分连接第一部分和第二部分，并且其中第一绝缘层在第一负载传导层和第二负载传导层之间具有第一导孔，并且在第一控制传导层和第二控制传导层之间具有第二导孔。在这种布置中，在法线方向上的投影中控制端子表面边界和第二控制传导子层边界不重叠则是有利的。在法线方向上的投影中在第二控制传导层的区域中没有布置第一导孔，则也是有利的。可以优选地，第二电绝缘层直接或间接布置在第二导电层上，并且第三导电层布置在所述绝缘层上，第三导电层具有第三负载传导层和第三控制传导层，第三控制传导层具有第三控制传导子层边界，其中该第三控制传导子层边界在法线方向上与第二控制传导层的第二部分对齐，并且其中第二绝缘层在第二负载传导层和第三负载传导层之间具有第三导孔以及在第二和第三控制传导层之间具有第四导孔。在法线方向N上的投影中，控制端子表面边界和第三控制传导子层边界不重叠，则可能是有利的。在一个实施例中，在法线方向上的投影中，第四导孔没有布置在第二控制传导层的区域中，则可能是有利的。作为上述的替代，如果第二电绝缘层和第三导电层形成为连接装置的部分，则可能是有利的，连接装置在所述功率半导体部件与另一功率半导体部件或基板的另一导体轨迹之间。原则上优选将导电层形成为金属膜并且将电绝缘层形成为塑料膜。第一负载传导层与负载端子表面之间、以及第一控制传导层与控制端子表面之间的导电连接在每种情况下形成为材料接合或力配合连接，则也可能是有利的。接触装置具有固定装置，该固定装置通过局部粘合的粘接剂接合牢固地接合到功率半导体部件或基板，则是优选的。如果固定装置设计为第一导电层或第二导电层的一部分，则也是优选的。最后，固定装置在法线方向上的投影中布置在功率半导体部件的角区域中，则可能是有利的。当然，只要没有明确或固有地排除或不与本专利技术的构思相抵触，则在根据本专利技术的接触装置中可以不止一次地存在以单数形式指代的每个特征或特征组，特别是相应导孔。不言而喻，本专利技术的各种实施例可以单独地或以任何组合的方式实现，以实现改进。特别地，在不脱离本专利技术范围的情况下，以上特征和以下提到的那些特征不仅可以指定的组合来应用，而且可以其他组合或单独地应用。附图说明本专利技术的进一步的解释说明、有利的细节和特征从在图1至图7中示意性示出的本专利技术示例性实施例的下面描述或其相关部分中得出。图1示出了具有根据本专利技术的具有接触装置的功率半导体部件的装置的分解视图。图2示出了根据本专利技术的功率半导体部件的五层接触装置的不同层的示意性截面图。图3示出了根据本专利技术的功率半导体部件的五层接触装置的第一实施例的截面图。图4示出了根据本专利技术的功率半导体部件的三层接触装置的第一实施例的截面图。图5示出了根据本专利技术的功率半导体部件的五层接触装置的第二实施例的截面图。图6以平面图示出了根据本专利技术的功率半导体部件的五层接触装置的第一实施例的各个层。图7以平面图示出了根据本专利技术的功率半导体部件的五层接触装置的第一实施例的第一电绝缘层的替代方案。具体实施方式图1示出了具有布置在基板1上的根据本专利技术的功率半导体部件2的装置的分解视图，功率半导体部件2具有接触装置3和连接装置5。在不丧失一般性的情况下，基板1是功率电子器件
中的标准基板，具有绝缘体10和布置在绝缘体10上的金属导体轨迹12，14。在这些导体轨迹12之一上，布置有可切换的功率半导体部件2，在此是晶体管，更确切地是IGBT，并且功率半导体部件2通过其面向导体轨迹的那侧、第二主侧以导电方式连接到所述导体轨迹。该功率半导体部件2在其背离导体线路12的那侧、第一主侧200上具有控制端子表面22和负载端子表面20，其中控制端子表面22具有与负载端子表面20相比的明显更小、即最大为10％的表面积。控制端子表面22在此是IGBT的中央栅极，并具有控制端子表面边界220。第一主侧200限定法线方向N，该法线方向N取向成垂直地远离第一主侧200并因此在此也远离基板1。在此仅以功能术语示出了接触装置3。在其面对功率半导体部件2的一侧上，它具有用于连接到控制端子表面22的接触表面和用于连接到负载端子表面20的接触表面。此外，在其背离功率半导体部件2以及面对连接装置5的一侧上，其具有用于连接到负载电流导体轨迹50的接触表面和用于连接到控制电流导体轨迹52的接触表面。用于连接到控制端子表面22的接触表面和用于连接到控制电流导体轨迹52的接触表面在法线方向N上的投影(projection)中并排并且不重叠地布置。接触装置3设计成将其分配给控制端子表面22的两个接触表面以导电的方式连接到彼此。在此设计中，从连接装置5的角度来看，功率半导体部件2的中央栅极在某种意义上通过接触装置3重新布线到边缘栅极，或更确切地重新布线到角栅极，这由代表栅极电流路径的箭头6所示。实际上，即，从通过接触装置3将连接装置5连接到功率半导体元件2上的角度来看，控制端子表面，即栅极，没有像没有接触装置3时那样布置在中心位置中，而是布置功率半导体部件2的一个角中。连接装置5自身具有电绝缘膜54本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有接触装置(3)的功率半导体部件(2)，其特征在于，所述功率半导体部件在其具有法线方向(N)的第一主侧(200)上具有负载端子表面(20)和控制端子表面(22)，控制端子表面(22)具有控制端子表面边界(220)，其中接触装置(3)设计为叠层，该叠层具有第一导电层(31)和第二导电层(32)、以及置于之间的第一电绝缘层(41)，其中第一导电层(31)具有第一负载传导层(310)和第一控制传导层(312)，其中第一负载传导层(310)连接到负载端子表面(20)，第一控制传导层(312)连接到控制端子表面(22)，其都是导电的连接，其中第二导电层(32)具有第二负载传导层(320)和第二控制传导层(322)，第二控制传导层(322)具有第一部分(3220)、第二部分(3224)和第三部分(3222)，第一部分(3220)在法线方向(N)上与控制端子表面(22)对齐，第二部分(3224)的控制传导子层边界(3226)在法线方向(N)上的投影中相对于控制端子表面边界(220)横向偏移，第三部分(3222)连接第一部分(3220)和第二部分(3224)，并且其中第一绝缘层(41)具有在第一负载传导层(310)和第二负载传导层(320)之间的第一导孔(410)和在第一控制传导层(312)和第二控制传导层(322)之间的第二导孔(412)。/n...

【技术特征摘要】
20190513 DE 102019112477.81.一种具有接触装置(3)的功率半导体部件(2)，其特征在于，所述功率半导体部件在其具有法线方向(N)的第一主侧(200)上具有负载端子表面(20)和控制端子表面(22)，控制端子表面(22)具有控制端子表面边界(220)，其中接触装置(3)设计为叠层，该叠层具有第一导电层(31)和第二导电层(32)、以及置于之间的第一电绝缘层(41)，其中第一导电层(31)具有第一负载传导层(310)和第一控制传导层(312)，其中第一负载传导层(310)连接到负载端子表面(20)，第一控制传导层(312)连接到控制端子表面(22)，其都是导电的连接，其中第二导电层(32)具有第二负载传导层(320)和第二控制传导层(322)，第二控制传导层(322)具有第一部分(3220)、第二部分(3224)和第三部分(3222)，第一部分(3220)在法线方向(N)上与控制端子表面(22)对齐，第二部分(3224)的控制传导子层边界(3226)在法线方向(N)上的投影中相对于控制端子表面边界(220)横向偏移，第三部分(3222)连接第一部分(3220)和第二部分(3224)，并且其中第一绝缘层(41)具有在第一负载传导层(310)和第二负载传导层(320)之间的第一导孔(410)和在第一控制传导层(312)和第二控制传导层(322)之间的第二导孔(412)。


2.根据权利要求1所述的具有接触装置的功率半导体部件，其特征在于，在法线方向(N)上的投影中，控制端子表面边界(220)和第二控制传导子层边界(3226)不重叠。


3.根据权利要求1或2所述的具有接触装置的功率半导体部件，其特征在于，在法线方向(N)上的投影中，没有第一导孔(410)布置在第二控制传导层(322)的区域中。


4.根据权利要求1所述的具有接触装置的功率半导体部件，其特征在于，
第二电绝缘层(42)直接或间接布置在第二导电层(32)上，并且第三导电层(33)布置在所述绝缘层上，第三导电层(33)具有第三负载传导层(330)和第三控制传导层(332)，第三控制传导层(332)具有第三控制传导子层边界(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·戈贝尔，N·科尔布，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE