[發明專利]功率半導體器件、功率半導體模塊和加工方法

有效

• 申請號: 201910475896.1
• 申請日: 2017-02-03
• 公開（公告）號: CN110265374B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 羅曼·羅特;弗蘭克·希勒;漢斯-約阿希姆·舒爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L21/48
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;劉雯鑫

本發明涉及功率半導體器件、功率半導體模塊和加工方法。根據本發明的功率半導體器件包括：第一負載端子結構和與其分開布置的第二負載端子結構；以及半導體結構，電耦接到第一負載端子結構和第二負載端子結構中的每個，并且承載負載電流，第一負載端子結構包括：與半導體結構接觸的導電層；接合塊，由至少一條接合線的端部接觸，并接收來自至少一條接合線和導電層中的至少一個的負載電流的至少一部分；以及支承塊，硬度大于導電層和接合塊中的每個的硬度，接合塊經由支承塊安裝在導電層上，接合塊和導電層包括銅，支承塊在與負載電流的流動方向平行的方向上的厚度小于接合塊在與負載電流的流動方向平行的方向上的厚度的十分之一。

本申請為于2017年2月3日提交、申請號為201710063711.7、發明名稱為“功率半導體器件負載端子”的中國專利申請的分案申請。所述母案申請的優先權日為2016年2月2日。

技術領域

本說明書涉及功率半導體器件、功率半導體模塊的實施方式以及功率半導體器件加工方法的實施方式。特別地，本說明書涉及用于功率半導體器件的增強負載端子結構以及制造這樣的增強負載端子結構的方法。

背景技術

現代器件在汽車、消費和工業應用中的許多功能(如轉換電能以及驅動電動馬達或電機)依賴于功率半導體器件。例如，僅舉幾個例子，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)以及二極管已經用于各種應用，包括但不限于電源和功率轉換器中的開關。

功率半導體器件通常包括半導體結構，該半導體結構被配置成使負載電流沿著該器件的兩個負載端子結構之間的負載電流路徑傳導。此外，負載電流路徑可以借助于有時被稱為柵電極的控制電極來控制。例如，在從例如驅動器單元接收到相應的控制信號時，控制電極可以將功率半導體器件設置為導通狀態和阻斷狀態之一。

半導體器件可以集成到可以包括電纜、電線等的負載電流傳輸路徑中。為了將半導體結構與負載電流傳輸路徑的所述部件對接，所述負載端子結構中的至少一個可以包括被配置成由一條或更多條接合線接觸的接觸盤等。

偶爾地，在接合線與負載端子結構之間建立接觸(通常稱為接合)涉及在負載端子結構內引起機械應力。

發明內容

根據一個實施方式，一種功率半導體器件包括：第一負載端子結構和與第一負載端子結構分開布置的第二負載端子結構；以及半導體結構，其電耦接到第一負載端子結構和第二負載端子結構中的每一個，并且被配置成承載負載電流。第一負載端子結構包括：與半導體結構接觸的導電層；接合塊，其被配置成由至少一條接合線的端部接觸并且接收來自至少一條接合線和導電層中的至少一個的負載電流的至少一部分；支承塊，其硬度大于導電層和接合塊中的每一個的硬度，其中，接合塊經由支承塊安裝在導電層上；以及布置在導電層和接合塊中的至少一個內的區域，所述區域具有氮原子。

根據另一實施方式，功率半導體模塊包括功率半導體器件、至少一條接合線以及封裝件。功率半導體器件包括：第一負載端子結構和與第一負載端子結構分開布置的第二負載端子結構；以及半導體結構，其電耦接到第一負載端子結構和第二負載端子結構中的每一個，并且被配置成承載負載電流。第一負載端子結構包括：與半導體結構接觸的導電層；接合塊，其被配置成由至少一條接合線的端部接觸，并且被配置成接收來自至少一條接合線和導電層中的至少一個的負載電流的至少一部分；支承塊，其硬度大于導電層和接合塊中的每一個的硬度，其中，接合塊經由支承塊安裝在導電層上；以及布置在導電層和接合塊中的至少一個內的區域，所述區域具有氮原子。封裝件至少部分地圍繞功率半導體器件，并且包括由至少一條接合線的另一端接觸的負載電流接口。