DE102009043441B4 - Halbleitermodul - Google Patents
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- H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
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- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
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- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
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Abstract
Halbleitermodul mit
einem Schaltelement (5) und
einer Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d), die auf dem Schaltelement angeordnet sind,
wobei das Schaltelement (5) rechteckförmig ist und
jedes der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d) in einer Ecke des rechteckförmigen Schaltelements angeordnet ist,
wobei das Schaltelement (5) ein IGBT, ein MOSFET oder ein Bipolartransistorelement ist, und
die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente (15a, 15b; 18a-18d) direkt durch Lot oder dergleichen mit einem Emitter oder einer Source des Schaltelements (5) verbunden sind
einem Schaltelement (5) und
einer Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d), die auf dem Schaltelement angeordnet sind,
wobei das Schaltelement (5) rechteckförmig ist und
jedes der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d) in einer Ecke des rechteckförmigen Schaltelements angeordnet ist,
wobei das Schaltelement (5) ein IGBT, ein MOSFET oder ein Bipolartransistorelement ist, und
die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente (15a, 15b; 18a-18d) direkt durch Lot oder dergleichen mit einem Emitter oder einer Source des Schaltelements (5) verbunden sind
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Halbleitermodule zur Verwendung in Leistungsumwandlungsvorrichtungen wie z.B. Wechselrichtern und insbesondere auf eine Anordnung von Halbleiterelementen in den Halbleitermodulen.
- Ein Halbleitermodul zur Verwendung in einer Leistungsumwandlungsvorrichtung wie z.B. einem Wechselrichter enthält wie in
13 gezeigt eine Schaltung, die aus einer Kombination aus einem Schaltelement wie z.B. einem IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor, Isoliertgatebipolartransistor)101 und einem Diodenelement102 gebildet ist. - Um das Bedürfnis der letzten Jahre zum Verringern der Größe eines solchen Halbleitermoduls zu befriedigen, wurde ein Halbleitermodul, das durch Bereitstellen eines Diodenelements auf einem Schaltelement gebildet wird, beispielsweise in
JP 2000 - 164 800 A 2 vorgeschlagen. - Wenn jedoch ein Diodenelement, das Silizium als Material enthält (im Folgenden Siliziumdiodenelement genannt) auf einem Schaltelement bereitgestellt ist, das als Material herkömmliches und für gewöhnlich verwendetes Silizium enthält (im Folgenden Silizium-Schaltelement genannt), benötigen sowohl das Schaltelement als auch das Diodenelement im Wesentlichen dieselbe elektrische Stromdichte. Aus diesem Grund wird das Siliziumdiodenelement groß genug, um im Wesentlichen das gesamte Siliziumschaltelement zu bedecken, wodurch es schwierig wird, elektrischen Strom aus dem Siliziumschaltelement zu ziehen.
- Zu diesem Zweck wird ein anderes Halbleitermodul vorgeschlagen, in dem ein Diodenelement, das als Material Siliziumcarbid enthält, durch das die elektrische Stromdichte erhöht und die Größe des Diodenelements verringert werden kann (im Folgenden Siliziumcarbiddiodenelement genannt), auf dem Siliziumschaltelement bereitgestellt ist.
-
JP 2004 - 95 670 A 6 ein Halbleitermodul, das gebildet ist durch direktes Bereitstellen eines Siliziumcarbiddiodenchips in dem Mittelabschnitt eines Siliziumhalbleiterelements oder -chips, wobei dieser Abschnitt auf der Emitterseite des Elements oder Chips liegt. - Weiter offenbart
JP 2003 - 243 612 A 1 ein weiteres Modul, das gebildet ist durch Bereitstellen eines Halbleiters mit großer Bandlücke auf einem Siliziumhalbleiterschaltchip, beispielsweise eines Siliziumcarbiddiodenchips, das eine größere Energiebandlücke aufweist als die des Siliziums. - In den jeweiligen oben beschriebenen Halbleitermodulen wird ein Versuch zum Erzielen einer Größenverringerung des Halbleitermoduls durchgeführt durch Bereitstellen eines Siliziumcarbiddiodenelements auf einem Siliziumschaltelement. Das bloße Bereitstellen des Siliziumcarbiddiodenelements auf dem Siliziumschaltelement bietet jedoch keinen guten Wärmeableitungspfad für das Siliziumcarbidelement, wodurch bewirkt wird, dass die von dem Diodenelement erzeugte Wärme nicht abgeführt wird, sondern sich aufbaut, was zu einem Problem eines übermäßigen Temperaturanstiegs in dem Halbleitermodul führt. Das Problem wird bei einer erhöhten elektrischen Stromdichte signifikant.
-
US 2003/0 155 644 A1 -
JP 2007-027 403 A -
EP 1 909 325 A1 beschreibt ein Halbleiterelement bestehend aus einer Matrix aus Feldeffekttransistoren, bei der der Matrixrand von Schottkyelektroden gesäumt ist. Durch die Anordnung der Schottkyelektroden soll eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Strömen erzielt werden, da der Widerstand der Schottkydioden in Vorwärtsrichtung geringer ist als jener von pn-Dioden. -
DE 103 01 091 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Multichip-Modulen. Zur besseren Wärmeableitung und zur Verringerung des Widerstandes sind zwischen den einzelnen übereinander angeordneten Chips Kontaktbügel angeordnet, über welche die Wärmeableitung stattfinden kann und durch welche der Strom fließen kann. -
US 2002 / 0 043 708 A1 - JP 2005 - 5 593 A offenbart ein Halbleiterleistungsmodul mit einer p-seitigen Kollektorelektrodenplatine, einer Relaiselektrodenplatine und einer n-seitigen Kollektorelektrodenplatine, die auf die Oberfläche eines Substrats gebondet sind. Ein p-seitiger IGBT ist mit der Oberfläche der p-seitigen Kollektorelektrodenplatine verbunden. Ein p-seitiger Verbindungsleiter überbrückt den Zwischenraum zwischen einer Emitterelektrode des p-seitigen IGBTs und der n-seitigen Kollektorelektrodenplatine. Eine p-seitige SiC-Diode ist auf dem p-seitigen Verbindungsleiter angeordnet. Ein p-seitiger Kathodenverbindungsleiter dient zum Verbinden der Kathodenelektrode der p-seitigen SiC-Diode und der p-seitigen Kollektorelektrodenplatte.
- Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, das oben beschriebene Problem mit der Wärmeableitung von dem oben beschriebenen Siliziumcarbiddiodenelement zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Halbleitermodul mit einem verringerten Temperaturanstieg bereitzustellen durch geeignetes Anordnen des Siliziumcarbiddiodenelements auf einem Siliziumschaltelement, um dadurch einen Wärmeableitungspfad für das Siliziumcarbiddiodenelement bereitzustellen.
- Die Aufgabe wird gelöst durch ein Halbleitermodul gemäß Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Das Halbleitermodul enthält ein oder mehrere Schaltelement(e) und eine oder mehrere Siliziumcarbiddiodenelement(e), die in einem nichtzentralen Abschnitt des Siliziumschaltelements bereitgestellt sind, d.h. in einem Abschnitt oder an einer Position, die von dem Zentralabschnitt des Schaltelements entfernt ist.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Halbleitermodul, dessen Temperaturanstieg verringert ist, bereitgestellt werden durch Verringern des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von dem oder den Siliziumcarbiddiodenelement(en) erzeugt wird.
- Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen.
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1 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß eines ersten erläuternden Beispiels, welches nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, zeigt. -
2 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß dem ersten erläuternden Beispiel zeigt. -
3 ist eine weitere fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß dem ersten erläuternden Beispiel zeigt. -
4 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß einem zweiten erläuternden Beispiel zeigt, das nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. -
5 ist eine weitere fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß dem zweiten erläuternden Beispiel zeigt. -
6 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß einem dritten erläuternden Beispiel zeigt, das nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. -
7 ist eine weitere fragmentarische Draufsicht, die ein Halbleitermodul gemäß dem dritten erläuternden Beispiel zeigt. -
8 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einem vierten erläuternden Beispiel zeigt, das nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. -
9 ist eine fragmentarische Draufsicht, die ein weiteres Beispiel eines Halbleitermoduls gemäß dem ersten erläuternden Beispiel zeigt. -
10 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. -
11 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. -
12 ist eine Schnittansicht, die ein Siliziumcarbiddiodenelement gemäß dem ersten bis vierten erläuternden Beispiel oder der ersten oder zweiten Ausführungsform zeigt, das ein p-Siliziumcarbidsubstrat verwendet. -
13 ist ein Diagramm, das eine Schaltung aus einem Diodenelement und einem IGBT-Element zur Verwendung in einem Halbleitermodul wie z.B. einem Wechselrichter zeigt. -
1 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einem ersten erläuternden Beispiel zeigt, das nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. - Auf der Oberfläche eines isolierenden Substrates
1 , das aus Aluminiumnitrid oder dergleichen mit hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher elektrischer Isolation gebildet ist, sind eine Kollektorschicht2 und eine Emitterschicht3 bereitgestellt, die aus einem Metall wie z.B. Kupfer bestehen, während auf seiner Bodenfläche eine Metallschicht4 bereitgestellt ist, die aus Kupfer oder dergleichen besteht. - Ein Silizium-IGBT-Element
5 , das als Siliziumschaltelement dient, ist auf der Kollektorschicht2 bereitgestellt, und das Element5 und die Schicht2 sind durch Lot miteinander verbunden. In dem vorliegenden Fall ist der Kollektor des Silizium-IGBT-Elements5 mit der Kollektorschicht2 verbunden. Das stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem Kollektor des Silizium-IGBT-Elements5 und der Kollektorschicht2 her. - Weiter ist eine Isolierschicht
6 , die aus Aluminiumnitrid oder dergleichen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit und einer hohen elektrischen Isolation gebildet ist, auf dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 bereitgestellt und durch Lot mit dem Emitter des Elements5 verbunden. In dem vorliegenden Fall ist die Isolierschicht6 auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 bereitgestellt. Weiter ist auf der Isolierschicht6 eine Kathodenschicht7 bereitgestellt, die aus einem Metall wie z.B. Kupfer besteht. - Ein Siliziumcarbiddiodenelement
8 ist auf der Kathodenschicht7 bereitgestellt und durch Lot mit der Schicht7 verbunden. Das stellt eine elektrische Verbindung zwischen der Kathode des Siliziumcarbiddiodenelements8 und der Kathodenschicht7 her. Dabei wird als Siliziumcarbiddiodenelement8 vorzugsweise eine Siliziumcarbid-Schottky-Barrierendiode (SiC-SBD) verwendet. - Zusätzlich ist ein Basissubstrat
9 aus einem Metall wie z.B. Kupfer auf der Metallschicht4 gegenüber dem isolierenden Substrat1 bereitgestellt und durch Lot mit der Metallschicht4 verbunden. Das Basissubstrat9 und das isolierende Substrat1 wirken als Wärmeableiter, der Wärme von den Halbleiterelementen ableitet. - Weiter sind ein erster Draht
10 , ein zweiter Draht11 und ein dritter Draht12 bereitgestellt, die jeweils als Stromeingabe- und -ausgabeabschnitt dienen, d.h. als Leiter, durch den elektrischer Strom in das oder aus dem Silizium-IGBT-Element5 und dem Siliziumcarbiddiodenelement8 fließt. Ein Ende des ersten Drahtes10 ist mit einer Anode des Siliziumcarbiddiodenelements8 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende des zweiten Drahts11 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende des dritten Drahts12 ist mit der Kathodenschicht7 verbunden und sein anderes Ende mit der Kollektorschicht2 . Dabei enthalten der erste Draht10 , der zweite Draht11 und der dritte Draht12 jeweils als Material ein Metall wie z.B. Aluminium (Al) oder Gold (Au). -
2 und3 sind fragmentarische Draufsichten auf das Halbleitermodul gemäß dem ersten erläuternden Beispiel. Jede zeigt detaillierte eine Anordnung der Isolierschicht6 , der Kathodenschicht7 und des Siliziumcarbiddiodenelements8 relativ zu dem Silizium-IGBT-Element5 . - Die Isolierschicht
6 , die Kathodenschicht7 und das Siliziumcarbiddiodenelement8 sind so bereitgestellt, dass das Siliziumcarbiddiodenelement8 auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet ist, wie es in2 und3 gezeigt ist. - Auf diese Weise erleichtert in dem Halbleitermodul gemäß dem ersten erläuternden Beispiel das Anordnen des Siliziumcarbiddiodenelements
8 auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 die Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 . Demzufolge kann ein Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 erzeugt wird, verringert werden, was seinerseits den Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul verringert. - Hierbei zeigen
2 und3 jeweils das Silizium-IGBT-Element5 in dem Fall einer rechteckigen Form, die typischerweise verwendet wird. - Auf diese Weise wird das Siliziumcarbiddiodenelement
8 wie in2 gezeigt in enger Nähe zu einer Seite des nichtzentralen Abschnitts des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet, wodurch die Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 in der durch einen PfeilA angezeigten Richtung erleichtert wird. Somit kann der Temperaturanstieg in dem Siliziumcarbiddiodenelement8 verringert werden, was seinerseits zu einer Verringerung des Temperaturanstiegs in dem Halbleitermodul führt. - Alternativ erleichtert das Bereitstellen des Siliziumcarbiddiodenelements
8 wie in3 gezeigt in einer Ecke des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 die Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 in den durch PfeileB undC angegebenen Richtungen. Somit ermöglicht es diese Anordnung, den Temperaturanstieg in dem Siliziumcarbiddiodenelement8 weiter zu verringern als durch Anordnen des Diodenelements8 in enger Nähe zu einer Seite des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 , was zu einer weiteren Verringerung des Temperaturabstiegs in dem Halbleitermodul führt. - In dem ersten erläuternden Beispiel ist ein einzelnes Siliziumcarbiddiodenelement
8 an dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet. Weiter besteht ein Verfahren zum Verbessern der Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 darin, eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen an dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 anzuordnen, wodurch der Temperaturanstieg in dem Siliziumcarbiddiodenelement weiter verringert werden kann als in dem ersten erläuternden Beispiel gezeigt. Ein Fall des Verwendens einer Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen wird nun beschrieben. - Ein zweites erläuterndes Beispiel, das nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und bei dem eine Mehrzahl von Siliziumdiodenelementen verwendet wird, ist so, dass zwei Siliziumcarbiddiodenelemente auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements
5 angeordnet sind. -
4 und5 sind fragmentarische Draufsichten auf ein Halbleitermodul gemäß dem zweiten erläuternden Beispiel, die jeweils detailliert die Anordnungen der Isolierschichten13a ,13b , der Kathodenschichten14a ,14b und der Siliziumcarbiddiodenelemente15a ,15b auf dem Silizium-IGBT-Element5 zeigen. Wie in4 und5 gezeigt, sind die Isolierschichten13a ,13b die Kathodenschichten14a ,14b und die Siliziumcarbiddiodenelemente15a ,15b so bereitgestellt, dass die Diodenelemente15a ,15b auf dem nichtzentralen Abschnitt des IGBT-Elements5 angeordnet sind. -
1 , die das erste erläuternde Beispiel zeigt, kann als Seitenansicht des Moduls gemäß dem zweiten erläuternden Beispiel verwendet werden. Der Aufbau des Halbleitermoduls gemäß dem zweiten erläuternden Beispiel entspricht einem Aufbau, bei dem in1 die Isolierschicht6 durch die Isolierschichten13a ,13b ersetzt ist, die Kathodenschicht7 durch die Kathodenschichten14a ,14b und das Siliziumcarbiddiodenelement8 durch die Siliziumcarbiddiodenelemente15a ,15b . - Genauer gesagt sind die Isolierschichten
13a ,13b aus Aluminiumnitrid auf dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 bereitgestellt und durch Lot mit dem Emitter verbunden, und in dem vorliegenden Fall sind die Schichten13a ,13b auf dem nichtzentralen Abschnitt des Elements5 bereitgestellt. - Als nächstes sind auf den Isolierschichten
13a ,13b die Kathodenschichten14a ,14b bereitgestellt, von denen jede aus einem Metall wie z.B. Kupfer besteht. - Schließlich ist das Siliziumcarbiddiodenelement
15a auf der Kathodenschicht14a bereitgestellt, und durch Lot mit der Schicht14a verbunden, und das Siliziumcarbidelement15b ist auf der Kathodenschicht14b bereitgestellt und durch Lot mit der Schicht14b verbunden. In dem vorliegenden Fall sind die Kathoden der Siliziumcarbiddiodenelemente15a ,15b mit den entsprechenden Kathodenschichten verbunden. Das bewirkt, dass die Kathoden der Diodenelemente15a ,15b jeweils elektrisch mit den Kathodenschichten14a ,14b verbunden sind. Hierbei wird als Siliziumcarbiddiodenelement15a ,15b vorzugsweise die Siliziumcarbid-Schottky-Barrierendiode verwendet. - Auch wenn dies hier nicht dargestellt ist, verwendet das Halbleitermodul dem zweiten erläuternden Beispiel als Eingabe/Ausgabeabschnitt (Leiter) den ersten Draht
10 , den zweiten Draht11 und den dritten Draht12 . Ein Ende jedes ersten Drahts10 ist mit einer Anode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements15a ,15b verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende des zweiten Drahts11 ist mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende jedes dritten Drahts12 ist mit der entsprechenden Kathodenschicht14a ,14b verbunden und ihr anderes Ende mit der Kollektorschicht2 . - Da die Aufbauten anderer Elemente denen in der das erste erläuternde Beispiel zeigenden
1 entsprechen, werden sie hier nicht gezeigt. - Bei dem Halbleitermodul gemäß dem zweiten erläuternden Beispiel, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden, erleichtert das Anordnen der zwei Siliziumcarbiddiodenelemente
15a ,15b auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 die Wärmeableitung von dem Siliziumdiodenelement8 . Weiter ermöglicht es die Verwendung von zwei Siliziumcarbiddiodenelementen, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommene Stromdichte zu verringern, wodurch die Menge an Wärme, die von dem einzelnen Diodenelement erzeugt wird, verringert wird. Demzufolge kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement erzeugt wird, weiter verringert werden als bei Verwendung eines Siliziumcarbiddiodenelements. Dieses erläuternde Beispiel kann den Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul verglichen mit dem ersten erläuternden Beispiel weiter verringern. - Hierbei zeigen
4 und5 das Silizium-IGBT-Element5 , das ein für gewöhnlich verwendetes rechteckförmiges ist. - Wenn das Silizium-IGBT-Element
5 rechteckförmig ist, werden die Siliziumcarbiddiodenelemente15a ,15b wie in4 gezeigt in enger Nähe zu zwei Seiten des nichtzentralen Abschnitts des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet, wodurch die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen15a ,15b in den in4 durch PfeileD ,E angegebenen Richtungen erleichtert wird. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von zwei Siliziumcarbiddiodenelementen eine Verringerung der elektrischen Stromdichte, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommen wird. Daher ist der Temperaturanstieg in den Siliziumcarbiddiodenelementen15a ,15b weiter verringert als bei Verwendung eines einzelnen Siliziumcarbiddiodenelements. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Modul weiter verringert werden als in dem ersten erläuternden Beispiel gezeigt. - Weiter erleichtert das Bereitstellen der Siliziumcarbiddiodenelemente
15a ,15b wie in5 gezeigt in einer Ecke (nichtzentraler Abschnitt) des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen15a ,15b in den durch PfeileF ,G ,H undI angegebenen Richtungen. Somit ermöglicht es diese Anordnung, den Temperaturanstieg in den Siliziumcarbiddiodenelementen15a ,15b weiter zu verringern als durch Positionieren des Diodenelements8 in enger Nähe zu zwei Seiten des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 , was zu einer weiteren Verringerung des Temperaturanstiegs in dem Halbleitermodul führt. - Bei dem zweiten erläuternden Beispiel, bei dem eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen verwendet wird, ist gezeigt, dass zwei Siliziumcarbiddiodenelemente
15a ,15b auf einem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet sind. Bei einem dritten erläuternden Beispiel sind vier Siliziumcarbiddiodenelemente in dessen nichtzentralem Abschnitt angeordnet. -
6 und7 sind fragmentarische Draufsichten, die ein Halbleitermodul gemäß einem dritten erläuternden Beispiel, das nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, zeigen, wobei jede detailliert eine Anordnung der Isolierschichten16a -16d , der Kathodenschichten17a -17d und der Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d auf dem Silizium-IGBT-Element5 zeigt. Die Isolierschichten16a -16d , die Kathodenschichten17a -17d und die Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d sind so angeordnet, dass die Diodenelemente18a -18d wie in6 und7 gezeigt auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet sind. -
1 , die das erste erläuternde Beispiel zeigt, kann als Seitenansicht des Moduls gemäß dem dritten erläuternden Beispiel verwendet werden. Der Aufbau des Halbleitermoduls gemäß dem dritten erläuternden Beispiel entspricht einem Aufbau, bei dem in1 die Isolierschicht6 durch die Isolierschichten16a -16d ersetzt ist, die Kathodenschicht7 durch die Kathodenschichten17a -17d und das Siliziumcarbiddiodenelement8 durch die Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d . - Genauer beschrieben sind die Isolierschichten
16a -16d aus Aluminiumnitrid auf dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet und durch Lot mit dessen Emitter verbunden, und in dem vorliegenden Fall sind die Isolierschichten16a -16d auf dem nichtzentralen Abschnitt des Elements5 bereitgestellt. - Weiter sind auf den Isolierschichten
16a -16d die Kathodenschichten17a -17d bereitgestellt, die aus Metall wie z.B. Kupfer bestehen. - Die Siliziumcarbiddiodenelemente
18a -18d sind jeweils auf den Kathodenschichten17a -17d bereitgestellt und durch Lot mit den jeweiligen Schichten17a -17d verbunden. In dem vorliegenden Fall sind die Kathoden der Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d mit den entsprechenden Kathodenschichten verbunden. Das stellt eine elektrische Verbindung zwischen den Kathoden der Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d und den jeweiligen Kathodenschichten17a -17d her. Hierbei werden als Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d vorzugsweise Siliziumcarbid-Schottky-Barrierendioden verwendet. - Auch wenn das hier nicht gezeigt ist, verwendet das Halbleitermodul in dem dritten erläuternden Beispiel als Eingabe/Ausgabeabschnitt (Leiter) den ersten Draht
10 , den zweiten Draht11 und den dritten Draht12 . Ein Ende jedes der ersten Drähte10 ist mit einer Anode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements18a -18d verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende des zweiten Drahts11 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende jedes der dritten Drähte12 ist mit der entsprechenden Kathodenschicht17a -17d verbunden und ihr anderes Ende mit der Kollektorschicht2 . - Da die Aufbauten anderer Elemente denen der in
1 für das erste erläuternde Beispiel gezeigten entsprechen, werden sie hier nicht gezeigt. - Bei dem Halbleitermodul gemäß dem dritten erläuternden Beispiel, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden, erleichtert das Anordnen der vier Siliziumcarbiddiodenelemente
18a -18d auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen18a -18d . Zusätzlich ermöglicht es die Verwendung von vier Siliziumcarbiddiodenelementen, die elektrische Stromdichte, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommen wird, zu verringern, wodurch die Menge der Wärme verringert wird, die von dem einzelnen Diodenelement erzeugt wird. Demzufolge kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement erzeugt wird, weiter verringert sein als bei Verwendung von zwei Siliziumcarbiddiodenelementen. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert sein als bei dem zweiten erläuternden Beispiel. - Hierbei zeigen
6 und7 das für gewöhnlich verwendete Silizium-IGBT-Element, 5 das ein rechteckförmiges ist. - Wenn das Silizium-IGBT-Element
5 rechteckförmig ist, werden die Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d wie in6 gezeigt in enger Nähe zu vier Seiten des nichtzentralen Abschnitts des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet, wodurch die Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen18a -18d in den in6 durch PfeileJ ,K ,L undM gezeigten Richtungen erleichtert wird. Außerdem ermöglicht es die Verwendung von vier Siliziumcarbiddiodenelementen, die elektrische Stromdichte, die von einem einzelnen Siliziumcarbiddiodenelement aufgenommen wird, zu verringern. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Modul weiter verringert werden als bei dem zweiten erläuternden Beispiel. - Wie in
7 gezeigt, sind die Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d an den vier Ecken (nichtzentraler Abschnitt) des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet, wodurch eine Wärmeableitung von den Siliziumcarbiddiodenelementen18a -18d in den in7 durch PfeileN ,P ,Q ,R ,S ,T ,U undV gezeigten Richtungen erleichtert wird. Aus diesem Grund kann der Temperaturanstieg in den Siliziumcarbiddiodenelementen weiter verringert sein als durch Anordnen der Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d in enger Nähe zu den vier Seiten des rechteckförmigen Silizium-IGBT-Elements5 . Demzufolge kann der Temperaturanstieg in dem Modul weiter verringert werden. - In dem ersten erläuternden Beispiel ist gezeigt, dass der erste Draht
10 , der zweite Draht11 und der dritte Draht12 als Eingabe/Ausgabeabschnitt (Leiter) verwendet werden, durch den der elektrische Strom in das oder aus dem Silizium-IGBT-Element5 und dem Siliziumcarbiddiodenelement8 fließt. Bei dem vierten erläuternden Beispiel, das nicht identisch mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sind der erste Draht10 , der zweite Draht11 und der dritte Draht12 ersetzt durch einen ersten Anschlussstreifen21 , einen zweiten Anschlussstreifen22 und einen dritten Anschlussstreifen23 , von denen jeder aus einem Metall wie z.B. Kupfer besteht. Da Aufbauten anderer Elemente denen in1 für das erste erläuternde Beispiel gezeigten entsprechen, werden sie hier nicht gezeigt. - Bei dem Halbleitermodul gemäß dem vierten erläuternden Beispiel erleichtert die Verwendung des ersten Anschlussstreifens
21 , des zweiten Anschlussstreifens22 und des dritten Anschlussstreifens23 die Wärmeableitung von den Halbleiterelementen über die Leiterstreifen. Insbesondere da der erste Leiterstreifen21 und der dritte Leiterstreifen23 zu der Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 beitragen, dessen Temperatur zum Ansteigen neigt, kann der Temperaturanstieg in dem Diodenelemente8 verringert sein. Da weiter der zweite Anschlussstreifen22 zu der Wärmeableitung von dem Silizium-IGBT-Element5 beiträgt, kann der Temperaturanstieg in dem IGBT-Element5 verringert sein. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in den Halbleitermodulen weiter verringert sein als bei dem ersten erläuternden Beispiel. - Weiter können der erste Anschlussstreifen
21 , der zweite Anschlussstreifen22 und der dritte Anschlussstreifen23 , wie sie in dem vorliegenden erläuternden Beispiel beschrieben sind, auch auf das zweite erläuternde Beispiel angewendet werden. In diesem Fall verwendet das Halbleitermodul als Eingabe/Ausgabe-Abschnitt (Leiter) den ersten Anschlussstreifen21 , den zweiten Anschlussstreifen22 und den dritten Anschlussstreifen23 . Ein Ende jedes der ersten Anschlussstreifen21 ist mit einer Diode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements15a ,15b verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende des zweiten Anschlussstreifens22 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende jedes der dritten Anschlussstreifen23 ist mit der jeweiligen Kathodenschicht14a ,14b verbunden und sein anderes Ende mit der Kollektorschicht2 . - Mit dieser Anordnung kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, der von den Siliziumcarbiddiodenelementen
15a ,15b erzeugt wird, dessen Temperatur besonders zum Ansteigen neigt, verringert sein. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in den Temperaturmodulen weiter verringert werden als bei dem zweiten erläuternden Beispiel. - Weiter können der erste Anschlussstreifen
21 , der zweite Anschlussstreifen22 und der dritte Anschlussstreifen23 , wie sie in dem vorliegenden erläuternden Beispiel beschrieben sind, auch auf das dritte erläuternde Beispiel angewendet werden. In diesem Fall verwendet das Halbleitermodul als Eingabe/Ausgabe-Abschnitt (Leiter) den ersten Anschlussstreifen21 , den zweiten Anschlussstreifen22 und den dritten Anschlussstreifen23 . Ein Ende jedes der ersten Anschlussstreifen21 ist mit einer Anode des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements18a -18d verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende des zweiten Anschlussstreifens22 ist mit einem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 . Ein Ende jedes der dritten Anschlussstreifen23 ist mit der jeweiligen Kathodenschicht17a -17d des entsprechenden Siliziumcarbiddiodenelements18a -18d verbunden und sein anderes Ende mit der Kollektorschicht2 . - Dieses erläuternde Beispiel ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen
18a -18d erzeugt wird, deren Temperatur besonders zum Steigen neigt. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in den Halbleiterelementen weiter verringert werden als in dem dritten erläuternden Beispiel. - Da bei dem ersten bis vierten erläuternden Beispiel der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen
8 ,15a ,15b , und18a -18d erzeugt wird, verringert ist, kann das Material für die Isolierschichten6 ,13a ,13b und16a -16d von Aluminiumnitrid auf das kostengünstigere Epoxidharz gewechselt werden. Diese Änderung ermöglicht eine Verringerung der Herstellungskosten des Halbleitermoduls. - Bei dem ersten bis vierten erläuternden Beispiel ist gezeigt, dass die Siliziumcarbiddiodenelemente
8 ,15a ,15b und18a -18d auf dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 angeordnet sind, und entsprechend dieser Anordnung sind die Isolierschichten6 ,13a ,13b und16a -16d und die Kathodenschichten7 ,14a ,14b und17a -17d ebenfalls auf dessen nichtzentralem Abschnitt angeordnet. Die Isolierschichten und die Kathodenschichten müssen jedoch nicht aufgeteilt sein. Die Isolierschicht6 und die Kathodenschicht7 , wie sie in1 für das erste erläuternde Beispiel gezeigt sind, können beispielsweise auch auf der gesamten Oberfläche des Emitters des Silizium-IGBT-Elements5 bereitgestellt sein, wobei die Siliziumcarbiddiodenelemente8 ,15a ,15b und18a -18d jeweils auf einem Abschnitt der Kathodenschicht7 bereitgestellt sind, die in dem nichtzentralen Abschnitt des IGBT-Elements5 angeordnet sind. -
9 ist eine fragmentarische Draufsicht, die basierend auf2 , die das erste erläuternde Beispiel zeigt, ein Beispiel des Bereitstellens der Isolierschicht6 und der Kathodenschicht7 auf der gesamten Oberfläche des Emitters des Silizium-IGBT-Elements5 zeigt. Wie in9 gezeigt, ist die Isolierschicht6 im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche des Emitters des Silizium-IGBT-Elements5 bereitgestellt, und auch die Kathodenschicht7 ist im Wesentlichen auf der gesamten Oberfläche des Isolierschicht6 bereitgestellt. Das Siliziumcarbiddiodenelement8 ist mit einem Abschnitt der Kathodenschicht7 verbunden, die dem nichtzentralen Abschnitt des Silizium-IGBT-Elements5 entspricht. In diesem Fall müssen die Isolierschicht6 und die Kathodenschicht7 partiell an einer Stelle entfernt werden, an der der Draht oder der Anschlussstreifen angeschlossen werden soll, und auch an einer Stelle für das Gate. Es ist natürlich klar, dass die in9 veranschaulichte Beschreibung auch auf das zweite bis vierte erläuternde Beispiel angewendet werden kann. -
10 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Unterschied zwischen1 , die das erste erläuternde Beispiel zeigt, und10 besteht darin, dass die Anode des Siliziumcarbiddiodenelements8 direkt durch Lot oder dergleichen mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden ist. In dem vorliegenden Fall ist das Siliziumcarbiddiodenelement verglichen mit dem in1 gezeigten ersten erläuternden Beispiel kopfüber angeordnet. Diese Anordnung bewirkt, dass der Emitter des IGBT-Elements5 elektrisch mit der Anode des Diodenelements8 verbunden ist. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in1 , die das erste erläuternde Beispiel zeigt, und10 auf gleiche Elemente, und es wird hier keine erneute Beschreibung der entsprechenden Elemente gegeben. - Diese Anordnung beseitigt auch Erfordernis für eine Isolierschicht
6 und erleichtert somit eine Wärmeableitung von dem Diodenelement8 zu dem IGBT-Element5 . Demzufolge kann der Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 erzeugt wird, weiter verringert werden als bei Verwendung der Isolierschicht6 . In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei dem ersten erläuternden Beispiel. - Die Isolierschicht
6 und der erste Draht10 können weggelassen werden, wodurch die Herstellungskosten für das Halbleitermodul verringert werden. Weiter bietet das Weglassen des ersten Drahts10 einen Vorteil des Erlaubens einer Vereinfachung der internen Verdrahtung des Moduls. - Hierbei kann der Aufbau, wie er in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, wobei die Anode des Diodenelements
8 direkt mit dem Emitter des IGBT-Elements5 verbunden ist, entsprechend dem Aufbau des zweiten erläuternden Beispiels durchgeführt werden, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden. In diesem Fall sind die Anoden der Diodenelemente15a ,15b direkt mit dem Emitter des IGBT-Elements5 verbunden. - Das ermöglicht es, den Temperaturanstieg aufgrund der Wärme, die von den Diodenelementen
15a ,15b erzeugt wird, zu verringern. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei dem zweiten erläuternden Beispiel. - Weiter kann der Aufbau, wie er in der ersten Ausführungsform gezeigt ist, wobei die Anode des Diodenelements
8 direkt mit dem Emitter des IGBT-Elements5 verbunden ist, entsprechende dem Aufbau in dem dritten erläuternden Beispiel ausgeführt sein, bei der eine Mehrzahl von Diodenelementen verwendet werden. In diesem Fall sind die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden. Das ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen18a -18d erzeugt wird. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert sein als bei dem dritten erläuternden Beispiel. -
11 ist eine Seitenansicht, die ein Halbleitermodul gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Unterschied zwischen10 , die die erste Ausführungsform zeigt, und11 besteht darin, dass anstelle des zweiten Drahts11 und des dritten Drahts12 der zweite Anschlussstreifen22 , der als Stromeingabe- bzw. Ausgabeabschnitt dient, d.h. ein Leiter, durch den elektrischer Strom in das oder aus dem entsprechenden Element fließt, verwendet wird, um den Emitter des Silizium-IGBT-Elements mit der Emitterschicht3 zu verbinden und dass der dritte Anschlussstreifen23 , der als Stromeingabe- oder Ausgabeabschnitt (Leiter) dient, verwendet wird, um die Kathode des Siliziumcarbiddiodenelements8 mit der Kollektorschicht2 zu verbinden. Hierbei beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf die gleichen Elemente in10 , die die erste Ausführungsform zeigt, und11 , und es wird keine erneute Beschreibung der entsprechenden Elemente gegeben. - Diese Anordnung vermeidet wie bei der ersten Ausführungsform die Isolierschicht
6 , was somit eine Wärmeableitung von dem Siliziumcarbiddiodenelement8 in der Richtung zu dem Silizium-IGBT-Element5 erleichtert. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung des zweiten und dritten Anschlussstreifens22 ,23 eine bessere Wärmeableitung für das Modul. Da insbesondere der Anschlussstreifen23 zu der Wärmeableitung des Siliziumcarbiddiodenelements8 beiträgt, dessen Temperatur zum Steigen neigt, kann der Temperaturanstieg in dem Diodenelement8 verringert sein, während der Anschlussstreifen22 zu der Wärmeableitung von dem Silizium-IGBT-Element5 beiträgt und der Temperaturanstieg in dem IGBT-Element5 verringert sein kann. In dem vorliegenden Fall kann der Temperaturanstieg weiter verringert sein als bei der ersten Ausführungsform. - Außerdem ermöglicht das Weglassen der Isolierschicht
6 und des ersten Anschlussstreifens21 eine Verringerung der Herstellungskosten des Halbleitermoduls. Weiter kann der erste Anschlussstreifen21 weggelassen sein, was einen Vorteil bietet, dass die interne Verdrahtung des Halbleitermoduls einfacher wird. - Weiter kann der in der zweiten Ausführungsform gezeigte Aufbau, bei dem die Anode des Siliziumcarbiddiodenelements
8 direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden ist und auch der zweite Anschlussstreifen22 und der dritte Anschlussstreifen23 verwendet werden, auch auf das zweite erläuternde Beispiel angewendet werden, bei der eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen verwendet wird. In diesem Fall sind die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente15a ,15b direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden. Weiter ist ein Ende des zweiten Anschlussstreifens22 mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden und das andere Ende mit der Emitterschicht3 , während ein Ende des dritten Leiterstreifens23 mit der Kathode der Siliziumcarbiddiodenelemente15a ,15b verbunden ist und ihr anderes Ende mit der Emitterschicht2 . - Diese Anordnung ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen
15a ,15b erzeugt wird, deren Temperatur besonders zum Steigen neigt. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei der ersten Ausführungsform. - Weiter kann der in der zweiten Ausführungsform gezeigte Aufbau, bei dem die Anode des Siliziumcarbiddiodenelements
8 direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden ist und auch der zweite Anschlussstreifen22 und der dritte Anschlussstreifen23 verwendet werden, auch auf das dritte erläuternde Beispiel angewendet werden, bei der eine Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen verwendet wird. In dem vorliegenden Fall sind die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d direkt mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden. Weiter ist ein Ende des zweiten Anschlussstreifens22 mit dem Emitter des Silizium-IGBT-Elements5 verbunden und sein anderes Ende mit der Emitterschicht3 , während ein Ende des dritten Anschlussstreifens23 mit der Kathode der Siliziumcarbiddiodenelemente18a -18d verbunden ist und sein anderes Ende mit der Emitterschicht2 . - Diese Anordnung ermöglicht eine Verringerung des Temperaturanstiegs aufgrund der Wärme, die von den Siliziumcarbiddiodenelementen
18a -18d erzeugt wird, deren Temperatur besonders zum Steigen neigt. In diesem Fall kann der Temperaturanstieg in dem Halbleitermodul weiter verringert werden als bei der ersten Ausführungsform. - Bei allen Ausführungsformen und erläuternden Beispielen kann ein Siliziumcarbiddiodenelement verwendet werden, das unter Verwendung eines n-Siliziumcarbidsubstrats oder eines p-Siliziumcarbidsubstrats hergestellt ist. Für die erste und zweite Ausführungsform ist es vorzuziehen, ein Siliziumcarbiddiodenelement zu verwenden, das unter Verwendung des p-Siliziumcarbidsubstrats gebildet ist, auf dessen gesamter Oberfläche eine Anode gebildet sein kann wie es in
11 gezeigt ist. -
12 zeigt ein Beispiel für ein Siliziumcarbiddiodenelement, das ein solches p-Siliziumcarbidsubstrat verwendet. In12 gezeigt sind: ein p-Siliziumcarbidsubstrat31 , eine n-Diffusionsschicht32 , die in der Oberfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats31 gebildet ist, eine Kathode33 , die auf der Oberfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats31 gebildet ist, eine Schutzschicht34 , die auf der Oberfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats31 gebildet ist einschließlich eines Bereichs der n-Diffusionsschicht32 , die an dem Rand der Kathode33 liegt, und eine Anode35 , die auf der Rückfläche des p-Siliziumcarbidsubstrats31 gebildet ist. - Während gezeigt ist, dass alle Ausführungsformen und erläuternden Beispiele das IGBT-Element als Schaltelement verwenden, kann auch eine andere Art Schaltelement verwendet werden wie z.B. ein MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor) oder ein Bipolartransistorelement.
- Außerdem kann der durch die vorliegende Erfindung erzielte Vorteil auch erreicht werden durch Ersetzen des Siliziumschaltelements durch ein Siliziumcarbidschaltelement, das Siliziumcarbid als Material verwendet.
Claims (4)
- Halbleitermodul mit einem Schaltelement (5) und einer Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d), die auf dem Schaltelement angeordnet sind, wobei das Schaltelement (5) rechteckförmig ist und jedes der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d) in einer Ecke des rechteckförmigen Schaltelements angeordnet ist, wobei das Schaltelement (5) ein IGBT, ein MOSFET oder ein Bipolartransistorelement ist, und die Anoden der Siliziumcarbiddiodenelemente (15a, 15b; 18a-18d) direkt durch Lot oder dergleichen mit einem Emitter oder einer Source des Schaltelements (5) verbunden sind
- Halbleitermodul gemäß
Anspruch 1 , bei dem die Anzahl der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d) zwei bis vier ist. - Halbleitermodul gemäß einem der
Ansprüche 1 bis2 , bei dem ein Eingabe/Ausgabeabschnitt, durch den elektrischer Strom in das oder aus dem Schaltelement (5) und der Mehrzahl von Siliziumcarbiddiodenelementen (15a, 15b; 18a-18d) fließt, aus einem Anschlussstreifen (21-23) gebildet ist. - Halbleitermodul gemäß einem der
Ansprüche 1 bis3 , bei dem das Schaltelement (5) ein beliebiges Element ist aus einem Silizium-IGBT-Element, einem Siliziumcarbid-IGBT-Element, einem Silizium-MOSFET-Element und einem Siliziumcarbid-MOSFET-Element.
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