[发明专利]半导体器件、半导体模块以及制造半导体器件和半导体模块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件和半导体模块以及它们的制造方法。

背景技术

例如也用在半导体模块中的半导体器件常常以未封装的形式安装在电路载体上，并且于是尤其是还为了将潮气阻挡在半导体芯片之外而被安放在模块壳体中。在此，半导体芯片本身可以可选地嵌入到被填充到模块壳体中的软性浇铸材料、例如硅凝胶中。对于基于硅半导体本体的常规半导体芯片而言，这类安装采取充分保护来对抗由于潮气引起的腐蚀所引起的损伤。

但是越来越多地也使用具有基于碳化硅的半导体本体的半导体芯片。与在非基于碳化硅（SiC）的常规半导体芯片的半导体中出现的电场强度相比，这样的基于碳化硅的半导体芯片常常运行在芯片的半导体本体中的较高电场强度下。由于高场强，在这样的基于碳化硅的半导体芯片的情况下存在提高的腐蚀倾向。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种半导体器件，其被充分保护免受腐蚀损害并且其结构尤其是允许使用基于碳化硅的半导体本体。本发明的另外的任务在于，提供一种具有这样的半导体器件的半导体模块以及用于这样的半导体器件和这样的半导体模块的方法。

这些任务通过根据权利要求1所述的半导体器件、根据权利要求18所述的半导体模块、根据权利要求20所述的用于制造半导体器件的方法、以及根据权利要求22所述的用于制造半导体模块的方法来解决。本发明的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。

本发明的一方面涉及一种半导体器件。该半导体器件具有半导体本体，该半导体本体具有上侧和与上侧对立的下侧。经结构化或未经结构化的上金属化部被施加到上侧上，下金属化部被施加到下侧上。半导体本体、上金属化部和下金属化部形成复合体。介电潮气阻挡体被施加到半导体本体上，使得所述潮气阻挡体－与上金属化部和下金属化部一起－完全密封半导体本体。在此，该密封体可以可选地完全由潮气阻挡体、上金属化部和下金属化部构成。在这种情况下，上金属化部、下金属化部和潮气阻挡体形成闭合的包封物，所述包封物完全包围半导体本体。潮气阻挡体例如可以由一致的材料或者由均匀的材料混合物制成。在每种情况下，潮气阻挡体都可以间接或直接地机械接触半导体本体。

半导体本体可以由任意的半导体基本材料、尤其是由碳化硅制成。在这种意义上，将“半导体基本材料”理解成如下类型的半导体材料：在所述半导体材料中，为了实现所期望的器件（例如二极管、IGBT、MOSFET、JFET、晶闸管等等）而生成经掺杂的区域并且将其置入沟槽中并施加在介电绝缘层或导体层/由金属或多晶半导体材料等等制成的印制导线上。

此外，半导体器件被构造为使得其可以如常规半导体芯片那样被处理、即被安放和电接触，也就是说，如不具有这样的潮气阻挡体的半导体芯片那样被处理。通过潮气阻挡体，防止了潮气以及来自半导体器件的环境的其他有害物渗入直至半导体本体，或者与不具有这样的潮气阻挡体的常规半导体器件相比至少显著延迟了所述渗入。

为了制造这样的半导体器件，可以如上面已经阐述的那样将潮气阻挡体施加到复合体上，使得半导体本体被上金属化部、下金属化部和潮气阻挡体向外完全密封。潮气阻挡体的材料是介电体、例如塑料。潮气阻挡体的材料例如可以具有一种或多种缩聚聚合物（例如环氧树脂或基于聚氨酯的材料），或者由一种或多种缩聚聚合物制成。

潮气阻挡体的施加例如可以通过用糊状材料包封复合体来进行。在加压以后，塑胶（Pressmasse）被硬化，其然后形成潮气阻挡体。如果包封通过加压进行，则可以通过如下方式导致材料的为了加压所需的糊状状态：为了加压的目的加热材料并且通过例如对热塑材料可能的方式使其软化。于是，材料在压铸以后的硬化可以通过冷却材料来进行。但是还存在的可能性是，使用基于树脂的糊状材料，该材料在加压以后借助于添加的硬化剂和/或借助于热处理步骤和/或通过用紫外光照射而硬化。

为了保证上金属化部和下金属化部在制造潮气阻挡体以后可以被接触，可以在压铸期间部分地覆盖所述上金属化部和下金属化部。该压铸尤其是可以通过如下方式进行：将复合体置入模具中并用糊状材料将其注塑包封，或者将糊状材料施加到半导体芯片上并用冲模将其压向复合体。

这样的（第一）半导体器件可以与不具有这样的潮气阻挡体的常规的第二半导体器件一起布置在电路载体上并且粘接牢固地与其连接，由此产生半导体模块。在此，第二半导体器件可以可选地具有由不同于碳化硅的半导体基本材料制成的半导体本体。