[發明專利]半導體器件、半導體模塊以及制造半導體器件和半導體模塊的方法

有效

• 申請號: 201410107083.4
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN104064529B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: G.比爾;J.赫格爾;T.施托爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/28
• 分類號: H01L23/28;H01L23/26;H01L23/48;H01L25/03;H01L21/60;H01L21/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 杜荔南,胡莉莉

技術領域

本發明涉及半導體器件和半導體模塊以及它們的制造方法。

背景技術

例如也用在半導體模塊中的半導體器件常常以未封裝的形式安裝在電路載體上，并且于是尤其是還為了將潮氣阻擋在半導體芯片之外而被安放在模塊殼體中。在此，半導體芯片本身可以可選地嵌入到被填充到模塊殼體中的軟性澆鑄材料、例如硅凝膠中。對于基于硅半導體本體的常規半導體芯片而言，這類安裝采取充分保護來對抗由于潮氣引起的腐蝕所引起的損傷。

但是越來越多地也使用具有基于碳化硅的半導體本體的半導體芯片。與在非基于碳化硅（SiC）的常規半導體芯片的半導體中出現的電場強度相比，這樣的基于碳化硅的半導體芯片常常運行在芯片的半導體本體中的較高電場強度下。由于高場強，在這樣的基于碳化硅的半導體芯片的情況下存在提高的腐蝕傾向。

發明內容

本發明的任務在于，提供一種半導體器件，其被充分保護免受腐蝕損害并且其結構尤其是允許使用基于碳化硅的半導體本體。本發明的另外的任務在于，提供一種具有這樣的半導體器件的半導體模塊以及用于這樣的半導體器件和這樣的半導體模塊的方法。

這些任務通過根據權利要求1所述的半導體器件、根據權利要求18所述的半導體模塊、根據權利要求20所述的用于制造半導體器件的方法、以及根據權利要求22所述的用于制造半導體模塊的方法來解決。本發明的擴展方案和改進方案是從屬權利要求的主題。

本發明的一方面涉及一種半導體器件。該半導體器件具有半導體本體，該半導體本體具有上側和與上側對立的下側。經結構化或未經結構化的上金屬化部被施加到上側上，下金屬化部被施加到下側上。半導體本體、上金屬化部和下金屬化部形成復合體。介電潮氣阻擋體被施加到半導體本體上，使得所述潮氣阻擋體－與上金屬化部和下金屬化部一起－完全密封半導體本體。在此，該密封體可以可選地完全由潮氣阻擋體、上金屬化部和下金屬化部構成。在這種情況下，上金屬化部、下金屬化部和潮氣阻擋體形成閉合的包封物，所述包封物完全包圍半導體本體。潮氣阻擋體例如可以由一致的材料或者由均勻的材料混合物制成。在每種情況下，潮氣阻擋體都可以間接或直接地機械接觸半導體本體。

半導體本體可以由任意的半導體基本材料、尤其是由碳化硅制成。在這種意義上，將“半導體基本材料”理解成如下類型的半導體材料：在所述半導體材料中，為了實現所期望的器件（例如二極管、IGBT、MOSFET、JFET、晶閘管等等）而生成經摻雜的區域并且將其置入溝槽中并施加在介電絕緣層或導體層/由金屬或多晶半導體材料等等制成的印制導線上。

此外，半導體器件被構造為使得其可以如常規半導體芯片那樣被處理、即被安放和電接觸，也就是說，如不具有這樣的潮氣阻擋體的半導體芯片那樣被處理。通過潮氣阻擋體，防止了潮氣以及來自半導體器件的環境的其他有害物滲入直至半導體本體，或者與不具有這樣的潮氣阻擋體的常規半導體器件相比至少顯著延遲了所述滲入。

為了制造這樣的半導體器件，可以如上面已經闡述的那樣將潮氣阻擋體施加到復合體上，使得半導體本體被上金屬化部、下金屬化部和潮氣阻擋體向外完全密封。潮氣阻擋體的材料是介電體、例如塑料。潮氣阻擋體的材料例如可以具有一種或多種縮聚聚合物（例如環氧樹脂或基于聚氨酯的材料），或者由一種或多種縮聚聚合物制成。

潮氣阻擋體的施加例如可以通過用糊狀材料包封復合體來進行。在加壓以后，塑膠（Pressmasse）被硬化，其然后形成潮氣阻擋體。如果包封通過加壓進行，則可以通過如下方式導致材料的為了加壓所需的糊狀狀態：為了加壓的目的加熱材料并且通過例如對熱塑材料可能的方式使其軟化。于是，材料在壓鑄以后的硬化可以通過冷卻材料來進行。但是還存在的可能性是，使用基于樹脂的糊狀材料，該材料在加壓以后借助于添加的硬化劑和/或借助于熱處理步驟和/或通過用紫外光照射而硬化。

為了保證上金屬化部和下金屬化部在制造潮氣阻擋體以后可以被接觸，可以在壓鑄期間部分地覆蓋所述上金屬化部和下金屬化部。該壓鑄尤其是可以通過如下方式進行：將復合體置入模具中并用糊狀材料將其注塑包封，或者將糊狀材料施加到半導體芯片上并用沖模將其壓向復合體。

這樣的（第一）半導體器件可以與不具有這樣的潮氣阻擋體的常規的第二半導體器件一起布置在電路載體上并且粘接牢固地與其連接，由此產生半導體模塊。在此，第二半導體器件可以可選地具有由不同于碳化硅的半導體基本材料制成的半導體本體。