[發明專利]半導體模塊及其制造方法

在審

• 申請號: 201910037329.8
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN110047761A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: G·倫加拉詹·特里奇;S·米查爾斯基
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L23/049;H01L23/10;H01L23/24;H01L25/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱;崔卿虎

本公開提供了半導體模塊及其制造方法。一種用于制造功率半導體模塊裝置的方法包括通過在殼體內的第一表面上沉積無機填料來形成預層，其中無機填料對于腐蝕性氣體是不可滲透的。該方法進一步包括向殼體中填充澆鑄材料，從而利用澆鑄材料填充預層的無機填料中存在的任何空間，以及硬化澆鑄材料，從而形成第一層。

技術領域

本公開涉及半導體模塊及其制造方法。

背景技術

功率半導體模塊裝置通常包括布置在殼體中的至少一個半導體襯底。包括多個可控半導體元件(例如，半橋配置中的兩個IGBT)的半導體裝置布置在至少一個襯底中的每一個上。每個襯底通常包括襯底層(例如，陶瓷層)、沉積在襯底層的第一側上的第一金屬化層和沉積在襯底層的第二側上的第二金屬化層。可控半導體元件例如安裝在第一金屬化層上。第二金屬化層可以可選地附接到底板。可控半導體器件通常通過焊接或燒結技術安裝到半導體襯底。

電線或電連接用于連接功率半導體裝置的不同半導體器件。這種電線和電連接可以包括金屬和/或半導體材料。功率半導體模塊裝置的殼體通常在一定程度上可透過氣體。例如，諸如含硫氣體等一些氣體可以與殼體內的金屬部件發生反應。這導致這些部件的化學降解，這可能導致單個部件的失效并且最終導致整個半導體裝置的失效。

需要一種功率半導體模塊，其中保護半導體部件免受腐蝕，使得功率半導體模塊裝置的總壽命增加。

發明內容

一種用于制造功率半導體模塊裝置的方法包括通過在殼體內的第一表面上沉積無機填料來形成預層，其中無機填料對于腐蝕性氣體是不可滲透的。該方法進一步包括向殼體中填充澆鑄材料，從而利用澆鑄材料填充預層的無機填料中存在的任何空間，以及硬化澆鑄材料，從而形成第一層。

一種功率半導體模塊裝置包括布置在殼體內的半導體襯底、布置在半導體襯底的頂表面上的至少一個半導體本體、以及布置在殼體內的第一表面上的第一層，其中第一層包括對于腐蝕性氣體不可滲透的無機填料、以及填充無機填料中存在的任何空間的澆鑄材料。

參考附圖和描述可以更好地理解本發明。附圖中的部件不一定按比例繪制，而是將重點放在說明本發明的原理上。此外，在附圖中，相同的附圖標記在不同視圖中表示相應的部分。

附圖說明

圖1是功率半導體模塊裝置的截面圖。

圖2是另一功率半導體模塊裝置的截面圖。

圖3至圖5示出了用于制造功率半導體模塊裝置的方法的步驟。

圖6示例性地示出了功率半導體模塊裝置中的氣體的擴散路徑。

圖7示意性地示出了另一示例性半導體模塊裝置的截面圖。

具體實施方式

在以下詳細描述中，參考附圖。附圖示出了其中可以實踐本發明的具體示例。應當理解，除非另有特別說明，否則關于各種示例描述的特征和原理可以彼此組合。在說明書以及權利要求書中，作為“第一元件”、“第二元件”、“第三元件”等的某些元件的指定不應當被理解為列舉。相反，這種指定僅用于解決不同的“元件”。也就是說，例如，“第三元件”的存在不需要“第一元件”和“第二元件”的存在。如本文所述的電線或電連接可以是單個導電元件，或者包括串聯和/或并聯連接的至少兩個單獨的導電元件。電線和電連接可以包括金屬和/或半導體材料，并且可以是永久導電的(即，不可切換的)。如本文所述的半導體本體可以由(摻雜的)半導體材料制成，并且可以是半導體芯片或者被包括在半導體芯片中。半導體本體具有電連接焊盤并且包括具有電極的至少一個半導體元件。