[發明專利]具有冷卻材料的功率半導體設備

有效

• 申請號: 201410073720.0
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103972188B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: J·馬勒;R·奧特倫巴;G·魯爾;H-J·舒爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 杜荔南,徐紅燕

1.功率半導體設備，包括：

布線結構(104，270，275)，該布線結構從至少一側鄰接半導體體身(105)并且具有至少一個導電連接；以及

布線結構中的冷卻材料(107，130a，…，130f,135a)，該冷卻材料的特征是在150℃至400℃的溫度Tc時在吸收能量的情況下發生結構變化。

2.根據權利要求1所述的功率半導體設備，其中所述冷卻材料是導電連接的一部分或者被整合在其中。

3.根據權利要求1至2之一所述的功率半導體設備，其中所述半導體體身(105)的背面固定在引線框上，并且冷卻材料鄰接布線結構的正面布線層和布線結構的背面接觸材料中的至少一個，所述背面接觸材料使半導體體身(105)與引線框電耦合。

4.根據上述權利要求之一所述的功率半導體設備，其中所述冷卻材料是相變材料。

5.根據權利要求4所述的功率半導體設備，其中所述相變材料從Tc以下的晶相相變到Tc以上的非晶相。

6.根據權利要求5所述的功率半導體設備，其中所述相變材料包括硫族化物。

7.根據權利要求5所述的功率半導體設備，其中所述相變材料包括GeSbTe。

8.根據權利要求7所述的功率半導體設備，其中所述相變材料摻雜有C、N、O、In構成的至少一種材料。

9.根據權利要求4所述的功率半導體設備，其中所述相變材料從Tc以下的固相相變為Tc以上的液相。

10.根據權利要求9所述的功率半導體設備，其中所述相變材料包括金屬或者金屬化合物。

11.根據權利要求10所述的功率半導體設備，其中所述相變材料具有錫、鉍、鋅和銦中的至少一種金屬。

12.根據權利要求10和11之一所述的功率半導體設備，其中所述相變材料被金屬結構包圍。

13.根據權利要求12所述的功率半導體設備，其中將與相變材料和金屬結構不會發生反應或者不可混合的中間層布置在金屬結構與相變材料之間。

14.根據上述權利要求之一所述的功率半導體設備，其中所述冷卻材料具有固相化合物，并且特征在于在溫度Tc時發生可逆結構變化。

15.根據權利要求14所述的功率半導體設備，其中所述可逆結構變化是化學異構化。

16.根據權利要求14所述的功率半導體設備，其中所述化合物包括1-乙基-4-[4-甲氧-基苯乙烯基]-喹啉-化合物、順式-雜芪甜菜堿或者N，N-二烷基氨基染料、二苯乙烯、卟啉、降冰片二烯、螺環化合物、偶氮化合物中的至少一種化合物。

17.根據權利要求14所述的功率半導體設備，其中所述化合物是電介質層。

18.根據上述權利要求之一所述的功率半導體設備，其適合用于在第一和第二負載端子(121a，…，121n；122a，…，122n)之間傳導大于1A的電流。

19.根據上述權利要求之一所述的功率半導體設備，其中所述溫度Tc處在200℃至300℃之間。

20.根據上述權利要求中之一所述的功率半導體設備，其中半導體體身(105)由硅材料和具有寬帶隙的材料構成，其中所述帶隙大于1.7eV。

21.根據權利要求1至7之一所述的功率半導體設備，其中所述冷卻材料(135a)是由從晶體管單元布置源極端子至第一負載端子(121a，…，121n)的電連接、從晶體管單元布置柵極端子至控制端子(123a，…，123n)的電連接以及從晶體管單元布置漏極端子至第二負載端子(122a，…，122n)的電連接所構成的至少一個連接的一部分或者與所述至少一個連接鄰接。

22.根據權利要求21所述的功率半導體設備，其中所述冷卻材料(135a)包括至少一個連續部分，該連續部分與多個晶體管單元(120a，…，120n)中的至少兩個的表面區域全等。

23.根據權利要求21和22之一所述的功率半導體設備，其中將冷卻材料置于晶體管的邊緣區域中。