本發(fā)明涉及芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)(chipverbund)的制造，所述芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用在緊壓包裝單元(press-pack-zelle)中。

背景技術(shù)：

常規(guī)的緊壓包裝單元具有多個半導(dǎo)體芯片，所述多個半導(dǎo)體芯片松脫地擠壓在導(dǎo)電的壓力接觸件之間并且在此電接觸并且必要時并聯(lián)連接。然而，各個半導(dǎo)體芯片的處理是困難的并且因此值得期望的是，簡化該處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方面涉及一種用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法。在此，分別通過使導(dǎo)電的第一平衡片與半導(dǎo)體芯片的第一主電極材料鎖合地且導(dǎo)電地連接來制造兩個或更多個芯片組件。在所述芯片組件之間的自由空間中布置控制電極布線結(jié)構(gòu)。在所述控制電極布線結(jié)構(gòu)與各個芯片組件的半導(dǎo)體芯片的控制電極之間建立導(dǎo)電連接。借助介電填料使所述芯片組件材料鎖合地連接。

本發(fā)明提出一種用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法，所述方法具有：分別通過使導(dǎo)電的第一平衡片與半導(dǎo)體芯片的第一主電極材料鎖合地且導(dǎo)電地連接來制造兩個或更多個芯片組件；在所述芯片組件之間的自由空間中布置控制電極布線結(jié)構(gòu)；在所述控制電極布線結(jié)構(gòu)與各個芯片組件的半導(dǎo)體芯片的控制電極之間建立導(dǎo)電連接；借助介電填料使所述芯片組件材料鎖合地連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，借助所述填料的第一部分使所述半導(dǎo)體芯片相互材料鎖合地連接，從而所述第一部分覆蓋所述控制電極；在所述第一部分中分別在所述控制電極的區(qū)域中產(chǎn)生開口，從而所述控制電極在所述相應(yīng)的開口中暴露；以及借助所述控制電極布線結(jié)構(gòu)使所述控制電極穿過所述開口地相互導(dǎo)電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，借助導(dǎo)電粘接劑使所述控制電極布線結(jié)構(gòu)與所述控制電極導(dǎo)電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，為了所述開口，借助以下中的至少一個局部地除去所述第一部分：激光束；蝕刻劑。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，使所述控制電極直接在所述第一部分開口之后暴露；或者，在所述半導(dǎo)體芯片的每一個中，使其控制電極在所述控制電極的與所述半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體本體背離的一側(cè)上與導(dǎo)電接觸件材料鎖合地以及導(dǎo)電地連接，其中，所述接觸件直接在所述第一部分開口之后暴露。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述第一部分是酰亞胺或模制材料。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，在借助所述控制電極布線結(jié)構(gòu)使所述控制電極相互導(dǎo)電連接之后，將所述控制電極布線結(jié)構(gòu)嵌入到所述填料的第二部分中并且在此由所述第二部分覆蓋所述控制電極布線結(jié)構(gòu)。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述第二部分是模制材料。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述控制電極布線結(jié)構(gòu)具有多個鍵合引線以及一個或多個鍵合支承點元件，其中，至少一個鍵合支承點元件布置在所述芯片組件之間的自由空間中；以及使所述控制電極中的每一個借助所述鍵合引線之一與一個鍵合支承點元件導(dǎo)電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述控制電極布線結(jié)構(gòu)具有第一鍵合引線、第二鍵合引線和鍵合支承點元件；所述第一鍵合引線、所述鍵合支承點元件和所述第二鍵合引線串聯(lián)電連接在所述控制電極中的第一控制電極與所述控制電極中的第二控制電極之間并且將所述控制電極中的第一和第二控制電極相互導(dǎo)電連接；使所述第一鍵合引線和所述第二鍵合引線分別直接鍵合到所述鍵合支承點元件上。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，使所述第一鍵合引線直接鍵合到所述控制電極中的所述第一控制電極上或者直接鍵合到第一接觸件上，所述第一接觸件布置在所述控制電極中的所述第一控制電極的與所屬的半導(dǎo)體本體背離的一側(cè)上并且與所述側(cè)導(dǎo)電連接；使所述第二鍵合引線直接鍵合到所述控制電極中的所述第二控制電極上或者直接鍵合到第二接觸件上，所述第二接觸件布置在所述控制電極中的所述第二控制電極的與所屬的半導(dǎo)體本體背離的一側(cè)上并且與所述側(cè)導(dǎo)電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，在借助所述介電填料使所述半導(dǎo)體芯片相互材料鎖合地連接之前借助所述控制電極布線結(jié)構(gòu)使所述控制電極電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，在通過所述介電填料使所述半導(dǎo)體芯片相互材料鎖合地連接之后借助所述控制電極布線結(jié)構(gòu)使所述控制電極電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，在借助所述填料使所述半導(dǎo)體芯片相互材料鎖合地連接之后由所述填料覆蓋所述控制電極；在借助所述控制電極布線結(jié)構(gòu)使所述控制電極電連接之前，在所述填料中分別在所述控制電極的區(qū)域中產(chǎn)生開口，從而所述控制電極在所述相應(yīng)的開口中暴露；以及借助所述控制電極布線結(jié)構(gòu)使所述控制電極穿過所述開口地導(dǎo)電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述第一平衡片中的每一個在20℃的溫度下具有小于11ppm/k或者小于7ppm/k的線性熱膨脹系數(shù)。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述半導(dǎo)體芯片中的每一個具有第二主電極，在所述第二主電極上，使所述半導(dǎo)體芯片與導(dǎo)電的第二平衡片材料鎖合地且導(dǎo)電地連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述第二平衡片中的每一個在20℃的溫度下具有小于11ppm/k或者小于7ppm/k的線性熱膨脹系數(shù)。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，所述控制電極布線結(jié)構(gòu)具有元件，首先預(yù)制所述元件并且隨后將所述元件布置在所述自由空間中并且隨后將所述元件與至少一個控制電極導(dǎo)電連接。

根據(jù)所述方法的一種有利的擴展方案，將所述預(yù)制的元件構(gòu)造為：金屬板；或電路板；或單側(cè)或雙側(cè)導(dǎo)電地金屬化的半導(dǎo)體襯底；或單側(cè)或雙側(cè)導(dǎo)電地金屬化的功能半導(dǎo)體芯片；或單側(cè)或雙側(cè)導(dǎo)電地金屬化的玻璃襯底；或單側(cè)或雙側(cè)導(dǎo)電地金屬化的陶瓷襯底。

附圖說明

以下根據(jù)實施例參照附圖進一步闡述本發(fā)明。在附圖中，相同附圖標記表示相同的或作用相同的元素。其中：

圖1至17：用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的第一示例的不同步驟；

圖18至20：用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的第二示例的不同步驟；

圖21至23：用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的第三示例的不同步驟；

圖24至27：用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的第四示例的不同步驟；

圖28至29：用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的第五示例的不同步驟；

圖30至31：用于制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)的第六示例的不同步驟；

圖32至33：用于制造緊壓包裝單元的方法的不同步驟，其中，芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)布置在殼體的兩個導(dǎo)電接觸板之間；

圖34：緊壓包裝單元的一個區(qū)段的垂直剖面，所述緊壓包裝單元具有根據(jù)圖16構(gòu)造的芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)；

圖35：一個裝置的垂直剖面，在所述裝置中，緊壓包裝單元壓入在兩個壓力接觸件之間并且在此通過所述兩個壓力接觸件電接觸。

具體實施方式

圖1示出半導(dǎo)體芯片1以及用于制造中間產(chǎn)品的另外的部分，如其在圖3中所示的那樣。半導(dǎo)體芯片1具有由半導(dǎo)體基本材料制成的半導(dǎo)體本體10，其中，為了實現(xiàn)集成到半導(dǎo)體本體10中的功率半導(dǎo)體構(gòu)件，尤其可以包含p型導(dǎo)電的和n型導(dǎo)電的半導(dǎo)體區(qū)域。此外，半導(dǎo)體芯片1還可以具有任意多的導(dǎo)電層，如例如金屬化部、硅化物層或者由摻雜的多晶半導(dǎo)體材料(例如多晶硅)構(gòu)造的層，但也可以具有任意多的介電層，如例如氮化物層(例如氮化硅)或氧化物層(例如氧化硅)或者鈍化層，如例如酰亞胺層。半導(dǎo)體基本材料可以是每種已知的通常用于制造半導(dǎo)體構(gòu)件的半導(dǎo)體基本材料，例如任意的元素半導(dǎo)體(例如硅、鍺)，任意的復(fù)合半導(dǎo)體(例如ii-vi半導(dǎo)體，如硒化鋅或者硫化鎘；iii-v半導(dǎo)體，如磷化鎵，砷化鎵，磷化銦，銻化銦；或者iv-iv半導(dǎo)體，如碳化硅或鍺化硅)。

半導(dǎo)體本體10具有上側(cè)10t以及與上側(cè)相對的下側(cè)10b。上側(cè)10t沿垂直方向v與下側(cè)10b間隔開，其中，垂直方向v垂直于下側(cè)10b地延伸。在上側(cè)10t上布置有第一(上)主電極11，在下側(cè)10b上布置有第二(下)主電極12?？刂齐姌O13同樣位于上側(cè)10t上。此外，可選的上介電鈍化層15可施加到上側(cè)10t上。所述鈍化層15例如可以是聚酰亞胺。

上主電極11、下主電極12和控制電極13可以例如是薄的金屬化層。這樣的金屬化層可以例如已經(jīng)在半導(dǎo)體芯片1的制造期間在具有另外的相同的半導(dǎo)體芯片1的晶片復(fù)合結(jié)構(gòu)中施加到半導(dǎo)體本體10上，也就是還在晶片分離為相互獨立的半導(dǎo)體芯片1之前。

如圖2所示，多個這樣的半導(dǎo)體芯片1可以共同地并且相互間隔開地裝配在導(dǎo)電的下平衡片22上，其方式是，將這些半導(dǎo)體芯片分別在其下主電極12上借助下連接層32與下平衡片22材料鎖合地并且導(dǎo)電地連接。那么，下平衡片22位于下主電極12的與半導(dǎo)體本體10背離的一側(cè)上。

在半導(dǎo)體芯片1裝配在下平衡片22上之前、同時或——如在此所示——之后，使每個半導(dǎo)體芯片1材料鎖合地設(shè)有自身的導(dǎo)電的上平衡片21，其方式是，使上平衡片21借助上連接層31材料鎖合地——例如通過焊接、粘接或燒結(jié)與上主電極11連接。上平衡片21那么位于所涉及的半導(dǎo)體芯片1的上主電極11的與所涉及的半導(dǎo)體芯片1的半導(dǎo)體本體10背離的一側(cè)上。

在所述半導(dǎo)體芯片1中的每一個的控制電極13上還可以可選地安裝有導(dǎo)電接觸件23，所述接觸件借助上連接層31與控制電極13材料鎖合地并且導(dǎo)電地連接。只要設(shè)有這樣的接觸件23，則位于其旁邊的上平衡片21可以具有留空213(圖1)，接觸件23放置在所述留空中。

分別可選的平衡片21和22尤其用于消除機械應(yīng)力，所述機械應(yīng)力在如下情況下出現(xiàn)，即當借助稍后闡述的接觸板41或42(例如由銅制成)使這樣的平衡片21、22壓力接觸時，所述接觸板具有與半導(dǎo)體本體10的熱膨脹系數(shù)顯著不同的熱膨脹系數(shù)。只要平衡片21、22不存在，則接觸板41或42直接接觸非常薄的主電極11或12。

平衡片21和22(在裝配在上主電極11或下主電極12上之前以及直接在裝配之后)沿垂直方向v——相互獨立地并且以相互任意組合地——具有相對大的厚度d21'或d22'，例如至少0.5毫米、至少1毫米或至少1.5毫米。如果平衡片21和/或22如稍后還將闡述的那樣被磨削，則通過大的厚度應(yīng)避免主電極11或12的損壞。

可選地，上平衡片21和/或下平衡片22可以分別具有線性的熱膨脹系數(shù)，所述熱膨脹系數(shù)顯著小于還要描述的接觸板41、42的線性熱膨脹系數(shù)，以便實現(xiàn)接觸板41、42的高的線性熱膨脹系數(shù)與半導(dǎo)體本體10的低的線性熱膨脹系數(shù)的匹配。例如上平衡片21和/或下平衡片22可以在20℃的溫度下具有小于11ppm/k或者甚至小于7ppm/k的線性熱膨脹系數(shù)。上平衡片21和/或下平衡片22可以在此例如由以下材料之一組成、具有以下材料之一或者具有以下構(gòu)造之一：鉬；金屬基復(fù)合材料(mmc材料)，例如alsic(鋁-硅-碳化物)；具有兩個或更多個金屬層的多層材料，例如具有層序列銅-鉬-銅(cu-mo-cu)的三層材料，其例如具有比例為1：4：1的層厚，這產(chǎn)生大約7.3ppm/k的cu-mo-cu三層材料的膨脹系數(shù)。

上連接層31可以例如構(gòu)造為任意的焊接層，尤其也可以構(gòu)造為擴散焊接層、包含經(jīng)燒結(jié)的金屬粉末(例如銀粉末或銀凝聚塊)的經(jīng)燒結(jié)的層(也即燒結(jié)層)、或者導(dǎo)電粘接層。與此無關(guān)地，下連接層32也可以構(gòu)造為任意的焊接層，尤其也可以構(gòu)造為擴散焊接層、包含經(jīng)燒結(jié)的金屬粉末(例如銀粉末或銀凝聚塊)的經(jīng)燒結(jié)的層(也即燒結(jié)層)或者構(gòu)造為導(dǎo)電粘接層。上連接層31和下連接層32可以尤其由相同材料組成，但也可以使用對于所述兩個層提到的材料的任意組合。

在圖1中，用于制造上連接層31或下連接層32的初始材料以31'或32'表示。因此應(yīng)表述為，初始的連接機構(gòu)31'和32'在連接建立之后可以以變化的形式存在。

在構(gòu)造為焊料的初始材料31'、32'(例如包含鋅的焊料)的情況下，最終的連接層31或32可以包含如下材料(例如銅)：所述材料在上主電極11或下主電極12的連接過程期間擴散到焊料中并且因此是已制成的連接層31或32的組成部分。為了建立連接，焊料31'、32'可以例如以焊膏的形式涂覆到主電極11、12和/或平衡片21、22上(例如借助絲網(wǎng)印刷或打字蠟紙印刷)。但同樣地，焊料31'、32'也可以以預(yù)制的焊片(“預(yù)成型的焊料”)的形式插入在上平衡片21與所涉及的半導(dǎo)體芯片1的上主電極11之間或者在下平衡片22與下主電極12之間。在每種情況下，使用于建立所闡述的連接的焊膏或一個/多焊片熔化并且隨后冷卻，從而在上平衡片21與上主電極11之間或者在下平衡片22與下主電極12之間分別產(chǎn)生材料鎖合的連接。

在構(gòu)造為經(jīng)燒結(jié)的層的連接層31或32的情況下，其所基于的初始材料31'或32'可以構(gòu)造為膏，所述膏包含金屬粉末(例如銀粉末或銀凝聚塊)以及溶劑。為了建立連接，可以將膏例如涂覆到主電極11、12上和/或平衡片21、22上(例如通過絲網(wǎng)印刷或打字蠟紙印刷)。由膏形成的膏層隨后分別布置在上主電極11與上平衡片21之間并且分別接觸它們。相應(yīng)地，由膏形成的另一膏層布置在下主電極12與下平衡片22之間并且分別接觸它們。在該狀態(tài)中，通過包含在其中的溶劑的蒸發(fā)來烘干膏層并且隨后將膏層燒結(jié)，其中，燒結(jié)可以在明顯低于250℃的溫度下實現(xiàn)。通過燒結(jié)，由膏層形成(導(dǎo)電的)上連接層31或(導(dǎo)電的)下連接層32。

在構(gòu)造為導(dǎo)電粘接層的連接層31或32的情況下，其所基于的初始材料31'或32'構(gòu)造為導(dǎo)電粘接劑。為了建立連接，可以將粘接劑例如涂覆到主電極11、12上和/或平衡片21、22上(例如通過絲網(wǎng)印刷或打字蠟紙印刷)。分別一個由粘接劑形成的上粘接材料層布置在上主電極11與上平衡片21之間并且分別接觸它們。通過隨后的硬化，由上粘接材料層形成導(dǎo)電的上連接層31。相應(yīng)地，由粘接劑形成的下粘接材料層布置在下主電極12與下平衡片22之間并且分別接觸它們。通過隨后的硬化，由下粘接材料層形成導(dǎo)電的下連接層32。

只要設(shè)有可選的接觸件23，則可以借助所述連接技術(shù)中的任意連接技術(shù)將所述接觸件與控制電極13材料鎖合地連接，如其已經(jīng)對于在上平衡片21與上主電極11之間的連接闡述的那樣，更確切地說，與對于在上平衡片21與上主電極11之間的連接選擇的連接技術(shù)無關(guān)。

每個半導(dǎo)體芯片1和所屬的上平衡片21形成芯片組件2的組成部分，如圖3所示的那樣。如圖3所示，多個這樣的芯片組件2可以在芯片組件2的半導(dǎo)體芯片1的下主電極12上如所闡述的那樣與下平衡片22材料鎖合地并且導(dǎo)電地連接。

在上平衡片21裝配在半導(dǎo)體芯片1上之后或之前或者甚至在半導(dǎo)體芯片1裝配在下平衡片22上之前，下平衡片22可以為了進一步處理而暫時地必要時連同已經(jīng)與其材料鎖合地連接的半導(dǎo)體芯片1和/或與半導(dǎo)體芯片1材料鎖合地連接的上平衡片21固定在輔助載體300上，這作為結(jié)果在圖4中示出。為此，輔助載體300例如可以具有粘性的表面。也可以使用雙側(cè)粘接薄膜，借助所述粘接薄膜，下平衡片22與輔助載體300粘接。結(jié)果，上平衡片21分別位于所涉及的半導(dǎo)體芯片1的與輔助載體300背離的一側(cè)上，而下平衡片22布置在一方面半導(dǎo)體芯片1與另一方面輔助載體300之間。

如此外在圖5中示出的那樣，隨后位于輔助載體300上并且設(shè)有上平衡片21的半導(dǎo)體芯片1嵌入到粘稠的填料4a中。如圖6所示，例如填料4a可以借助沖具310朝半導(dǎo)體芯片1和輔助載體300的方向擠壓，從而至少位于分別相鄰的半導(dǎo)體芯片1之間的間隙以填料4a填充。為此，在填料4a事先施加到位于輔助載體300上并且設(shè)有上平衡片21的半導(dǎo)體芯片1上之后，沖具310可以從半導(dǎo)體芯片1的和填料4a的與輔助載體300背離的一側(cè)相對于填料4a按壓。由此，使填料4a均勻地分布在半導(dǎo)體芯片1上并且使位于半導(dǎo)體芯片1之間的間隙以填料4a填充，這作為結(jié)果在圖7中在取走沖具7之后示出。

在取走沖具7之前、期間或之后填料4a被硬化，從而嵌入到填料4a的半導(dǎo)體芯片1連同填料4a一起形成固定的復(fù)合結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體芯片1因此借助填料4a相互材料鎖合地連接。

填料4a至少在硬化狀態(tài)中是介電的。作為填料4a例如縮聚的聚合物(例如環(huán)氧樹脂或基于聚氨酯的澆鑄材料)適用。填料4a尤其可以是模制材料(moldmasse)，模制材料通過加壓或注塑來施加。然而，理論上對于本發(fā)明的全部構(gòu)型可以使用任意填料4a，只要所述填料在硬化狀態(tài)中是介電的。根據(jù)本發(fā)明，填料4a尤其可以由均勻的材料或均勻的材料混合物形成。

根據(jù)可選的、同樣在圖5至7中示出的構(gòu)型，沖具310可以具有一個或多個突出部311，所述一個或多個突出部當沖具310相對于還未硬化的填料4a按壓的時候伸入到在相鄰的芯片組件2之間的自由空間211中，從而所述自由空間211未以填料4a填充。

原則上，在相鄰的芯片組件2之間的這樣的自由空間211也可以通過任意的其他方式制造，例如通過銑削、化學(xué)方式(通過掩膜蝕刻)、通過激光燒蝕或者通過任意其他適合的方法。

與如何實現(xiàn)這樣的自由空間211無關(guān)地，這些自由空間可以用于容納控制電極布線結(jié)構(gòu)70。一般地，控制電極布線結(jié)構(gòu)70是導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)電結(jié)構(gòu)用于將半導(dǎo)體芯片1的控制電極13相互導(dǎo)電連接，以及借助連接點通過全部控制電極13可以輸送相同的、也即共同的電控制信號。

如由根據(jù)圖7的裝置(可選地由輔助載體300取下)的在圖8中示出的放大的區(qū)段可見的那樣，控制電極13還可以由填料4a中的一層覆蓋。在這樣的情況下，在填料4a中構(gòu)造開口的情況下填料4a在控制電極13之上被局部開口，以便能夠?qū)崿F(xiàn)控制電極13的電接觸。為此可以使用激光束401和/或蝕刻劑402，這在圖9中以及作為結(jié)果在圖10中示出。

在蝕刻劑的情況下可以在使用經(jīng)結(jié)構(gòu)化的蝕刻掩膜的情況下以掩膜的方式實現(xiàn)蝕刻，在填料4a上產(chǎn)生所述蝕刻掩膜并且所述蝕刻掩膜在控制電極13之上具有開口。只要控制電極13僅僅由填料4a的非常薄的層覆蓋，蝕刻也就可以無掩膜地實現(xiàn)，因為控制電極13隨后在蝕刻時被暴露，而填料4a在其他(較厚的)區(qū)域中沒有被開口。作為蝕刻方法原則上任意蝕刻方法適用，例如各向同性的(借助液體蝕刻劑的蝕刻)或者各向異性的蝕刻方法(例如反應(yīng)式離子蝕刻；rie)。在圖9和10中的水平箭頭示意地表示激光束401的運動。

在任何情況下，結(jié)果，可以使控制電極13基于被開口的填料4a而電接觸并且相互電連接，這原則上根據(jù)任意技術(shù)是可能的。在所示出的例子中，控制電極配備有可選的接觸件23。接觸件23在填料4a開口之后暴露并且可以直接接觸。只要不應(yīng)用接觸件23，控制電極13自身就是接觸件，控制電極13在填料4a開口之后暴露并且可以直接被接觸。

根據(jù)按照圖11至13闡述的例子，控制電極布線結(jié)構(gòu)70(圖12和13)可以借助導(dǎo)電粘接劑75穿過被開口的填料4導(dǎo)電地或者與控制電極13(只要不應(yīng)用接觸件23)或者與接觸件23直接粘接。在該意義上，“直接”表示：粘接劑75一方面貼靠在控制電極13上(只要不應(yīng)用接觸件23)或者貼靠在接觸件23上，另一方面貼靠在控制電極布線結(jié)構(gòu)70上。

如在圖12和13中(僅僅示例性地)示出的那樣，控制電極布線結(jié)構(gòu)70可以具有經(jīng)結(jié)構(gòu)化或未經(jīng)結(jié)構(gòu)化的金屬板，或者構(gòu)造為經(jīng)結(jié)構(gòu)化或未經(jīng)結(jié)構(gòu)化的金屬板。可選地，這樣的金屬板可以構(gòu)造為平整的板。在本發(fā)明的意義上，薄的金屬薄膜也視為“金屬板”。

然而，原則上也可應(yīng)用任意的其他控制電極布線結(jié)構(gòu)70。一般地，控制電極布線結(jié)構(gòu)70可以任意地構(gòu)造，只要借助控制電極布線結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)控制電極13的導(dǎo)電連接?？蛇x地，控制電極布線結(jié)構(gòu)70可以完全安置在相鄰芯片組件2之間的自由空間211中，這同樣在圖13中示出。

圖14示出根據(jù)圖13的整個裝置的俯視圖，該裝置具有在填料4a中暴露的上平衡片21并且具有控制電極布線結(jié)構(gòu)70?？刂齐姌O布線結(jié)構(gòu)70的連接點701稍后用作用于控制電極13的共同電接觸的連接點。

在根據(jù)圖14的裝置中，示例性地16個半導(dǎo)體芯片1以4×4矩陣的形式并排地布置在下平衡片22上。如同樣示出的那樣，可選地，所述半導(dǎo)體芯片1中的分別四個可以如此并排地布置在2×2矩陣中，使得控制電極13(在圖14中由控制電極布線結(jié)構(gòu)70覆蓋；控制電極分別位于上平衡片21的留空213的區(qū)域中)分別位于四個半導(dǎo)體芯片1的相互朝向的角上。原則上，如在本發(fā)明的所有其他例子中那樣，半導(dǎo)體芯片1的數(shù)量和布置是任意的，也即可以連接少于或多于16個半導(dǎo)體芯片1。例如，半導(dǎo)體芯片1的數(shù)量可以通過2的冪2ⁿ(其中，n>2)來給定。與此無關(guān)地，半導(dǎo)體芯片1的數(shù)量可以為例如至少4、至少8或者甚至至少16。

設(shè)有控制電極布線結(jié)構(gòu)70的裝置——如其示例性地在圖13和14中所示的那樣——可選地還可以設(shè)有另一填料4b，該另一填料也部分地或完全地嵌入控制電極布線結(jié)構(gòu)70，這作為結(jié)果在圖15中示出。作為用于另一填料4b的材料可以應(yīng)用已經(jīng)闡述的可用于填料4a的材料中的全部材料，更確切地說，以任意的材料組合。尤其對于填料4a和4b也可以應(yīng)用相同材料。

在本申請的范圍中，附圖標記“4”表示填料。填料可以僅僅由第一部分4a組成，但填料也可以具有第一部分4a和第二部分4b或者由第一部分4a和第二部分4b組成。

因為上平衡片21可以以填料4a和/或4b覆蓋，所以可以磨削所述裝置，直至上平衡片21可以分別在其與所屬的半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露并且因此可以被電接觸，這作為結(jié)果在圖16中示出。由此例如可以實現(xiàn)，上平衡片21的與所屬半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)布置在一個平面中。在磨削之后也借助填料4相互材料鎖合地連接的半導(dǎo)體芯片1、在其與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露的上平衡片21、填料4以及控制電極布線結(jié)構(gòu)70是復(fù)合結(jié)構(gòu)6的組成部分。

磨削可以例如通過加工(磨制、拋光、研磨等)在傳統(tǒng)晶片磨削設(shè)備中實現(xiàn)。在所有構(gòu)型中——在所述構(gòu)型中磨削上平衡片21，上平衡片21的厚度相比于其初始厚度d21'(參見圖1)稍微減小，例如減小大約0.1毫米。但減小的厚度始終還可以是例如至少0.4毫米、至少0.9毫米，或者至少1.4毫米。

圖17示出根據(jù)圖16的整個裝置的俯視圖，該裝置具有在整個填料4中(所述填料包括填料4a和4b)暴露的上平衡片21和由整個填料4覆蓋的并且因此用虛線示出的控制電極布線結(jié)構(gòu)70。

如此外示出的那樣，連接點701可嵌入到全部填料4中。在所述情況下填料4可以局部地被開口，以便能夠?qū)崿F(xiàn)連接點701的電接觸。例如這又可以借助激光束、掩膜蝕刻、通過連接點701的旋入來接觸的連接螺栓或通過任意其他接觸方式實現(xiàn)。對此替代地，連接點701也可以從填料4突出。

圖18至20示出上述方法的改型。唯一的區(qū)別在于，無接觸件23應(yīng)用在控制電極13上，從而控制電極13自身是接觸件23，所述控制電極在填料4a的局部開口之后暴露并且因此可以直接被電接觸。否則，圖18至20示出的步驟相應(yīng)于圖9、10或16。借助填料4相互材料鎖合地連接的半導(dǎo)體芯片1、在其與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露的上平衡片21、填料4以及控制電極布線結(jié)構(gòu)70又是復(fù)合結(jié)構(gòu)6的組成部分。

如此外在圖21中示出的那樣，控制電極布線結(jié)構(gòu)70可以具有一個或多個預(yù)制的元件，例如一個或多個預(yù)制的電路板76，其中的每一個具有介電的絕緣載體74和電路板金屬化部71。

作為介電的絕緣載體74例如可以使用陶瓷，如氧化鋁、氮化鋁或其他陶瓷，但也可以使用非陶瓷材料，如例如玻璃或fr4。在由氧化鋁制成的介電的絕緣載體74的情況下，電路板76可以構(gòu)造為dcb襯底(dcb＝“directcopperbonding：直接鍵合銅”)，其中，電路板金屬化部71由銅組成并且與氧化鋁絕緣載體74直接連接。電路板76的介電的絕緣載體74(陶瓷、玻璃、塑料)可以在兩側(cè)或者——如所示——僅僅在一側(cè)金屬化。用于預(yù)制元件的另外的例子是：單側(cè)或兩側(cè)導(dǎo)電的金屬化半導(dǎo)體襯底；單側(cè)或雙側(cè)導(dǎo)電的金屬化功能半導(dǎo)體芯片；單側(cè)或雙側(cè)導(dǎo)電的金屬化玻璃襯底；單側(cè)或雙側(cè)導(dǎo)電的金屬化陶瓷襯底。

控制電極布線結(jié)構(gòu)70連同一個或多個預(yù)制的電路板76又可以完全布置在自由空間211中。在此，電路板金屬化部71可以分別位于絕緣載體74的與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上，從而電路板金屬化部71從上方可自由進入。電路板76可以可選地借助導(dǎo)電的或電絕緣的粘接劑75固定在填料4a和/或半導(dǎo)體芯片1上。

如此外在圖22中示出的那樣，可以應(yīng)用鍵合引線72，鍵合引線分別在第一鍵合位置上直接鍵合到暴露的控制電極13上，或者，只要應(yīng)用接觸件32(未示出)，就直接鍵合在暴露的接觸件23上；以及在第二鍵合位置上直接鍵合到所述電路板金屬化部71上或所述電路板金屬化部71中的一個上。通常，鍵合引線72也形成控制電極布線結(jié)構(gòu)70的組成部分。

如此外在圖23中所示的那樣，結(jié)果，這樣的控制電極布線結(jié)構(gòu)70也可以被嵌入到另一填料4b中并且隨后所述裝置被磨削，從而上平衡片21在其與所屬半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露并且可以電接觸。借助填料4相互材料鎖合地連接的半導(dǎo)體芯片1、在其與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露的上平衡片21、填料4以及控制電極布線結(jié)構(gòu)70又是復(fù)合結(jié)構(gòu)6的組成部分。

根據(jù)圖21至23闡述的例子的改型在圖24和25中示出。與圖21至23的例子不同，在借助填料4a和/或4b使半導(dǎo)體芯片1相互材料鎖合地連接之前實現(xiàn)控制電極布線結(jié)構(gòu)70在自由空間211中的裝配?？刂齐姌O布線結(jié)構(gòu)70因此借助粘接劑75粘接到半導(dǎo)體芯片1上(圖24)。僅僅此后才使所述裝置設(shè)有填料4a(所述填料可以構(gòu)成全部填料4)，該填料在硬化之后材料鎖合地連接半導(dǎo)體芯片1并且此外包圍控制電極布線結(jié)構(gòu)70，從而控制電極布線結(jié)構(gòu)70嵌入到填料4a或4中。在嵌入之后又可以磨削所述裝置，從而上平衡片21在其與所屬的半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露并且可以被電接觸。在此，借助填料4相互材料鎖合地連接的半導(dǎo)體芯片1、在其與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露的上平衡片21、填料4以及控制電極布線結(jié)構(gòu)70也是復(fù)合結(jié)構(gòu)6的組成部分。

如根據(jù)按照圖26的與圖24對應(yīng)的俯視圖可見的那樣，控制電極布線結(jié)構(gòu)70可以具有兩個或更多個電路板，所述兩個或更多個電路板分別具有介電的絕緣載體74和電路板金屬化部71。鍵合引線72然后緊接著可以分別鍵合到控制連接端13之一上和電路板金屬化部71之一上。

可選地，另外的鍵合引線72可以用于相互電連接不同電路板的電路板金屬化部71。此外，所述電路板之一的電路板金屬化部71可以用作連接點701。

其改型在圖28和29中示出。在此，控制電極布線結(jié)構(gòu)70具有僅僅一個唯一的電路板，該電路板具有介電的絕緣載體74和電路板金屬化部71。圖28示出在電路板76粘接之后的裝置。隨后，將鍵合引線72分別鍵合到控制連接端13之一上和電路板金屬化部71上，這作為結(jié)果在圖29中示出。

如在其他變型中那樣，所述裝置也可以在根據(jù)圖24至27的例子中或者在根據(jù)圖28和29的例子中在控制電極13借助控制電極布線結(jié)構(gòu)70電連接之后設(shè)有填料4，所述填料將半導(dǎo)體芯片1相互材料鎖合地連接。

替代地也可能的是，半導(dǎo)體芯片1已經(jīng)在借助控制電極布線結(jié)構(gòu)70電連接控制電極13之前設(shè)有填料4a——該填料將半導(dǎo)體芯片1相互材料鎖合地連接——并且隨后設(shè)有另一填料4b，該另一填料也包圍并且嵌入控制電極布線結(jié)構(gòu)70。

相應(yīng)的也適用于另外的根據(jù)圖30和31示出的改型，其中，一個或多個電路板76在相鄰的半導(dǎo)體芯片1之間布置在自由空間211中。如所示的那樣，一個或多個電路板76可以可選地直接借助導(dǎo)電的或電絕緣的粘接劑75粘接到下平衡片22上。此外，鍵合引線72的電布線可以如上根據(jù)圖22至29闡述那樣實現(xiàn)。整個控制電極布線結(jié)構(gòu)70并且因此鍵合引線72又可以完全布置在自由空間211中并且嵌入到填料4中。

在控制電極13電連接之后，可以使所述裝置設(shè)有填料4a(該填料可以形成全部填料4或者其中的僅僅一部分)，填料在硬化之后材料鎖合地連接半導(dǎo)體芯片1并且此外包圍控制電極布線結(jié)構(gòu)70，從而控制電極布線結(jié)構(gòu)70嵌入到填料4a或4中。在嵌入之后又可以磨削所述裝置，從而上平衡片21在其與所屬的半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露并且可以被電接觸，這作為結(jié)果在圖31中示出。借助填料4相互材料鎖合地連接的半導(dǎo)體芯片1、在其與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上暴露的上平衡片21、填料4以及控制電極布線結(jié)構(gòu)70是復(fù)合結(jié)構(gòu)6的組成部分。

關(guān)于圖23、25和31應(yīng)指出，在此，鍵合引線72的表示以如此程度簡化，使得鍵合引線——除其橫剖面以外——實際上必須由填料4覆蓋。雖然如此，選擇所述表示，以便更好地闡述借助鍵合引線32實現(xiàn)的電連接。

如上闡述的那樣，可以在鍵合引線72的應(yīng)用中使用鍵合支承點元件，所述鍵合支承點元件在所示出的例子中構(gòu)造為電路板76。然而對于電路板76代替地或附加地，鍵合支承點元件作為控制電極布線結(jié)構(gòu)70的組成部分也可以具有任意其他的結(jié)構(gòu)，只要至少兩個鍵合引線72可以在分別至少一個鍵合點上鍵合到鍵合支承點元件上。鍵合支承點元件例如可以構(gòu)造為預(yù)制的金屬片。

同樣可能的是，使用一個或多個功能芯片作為鍵合支承點元件。這樣的功能芯片可以包含例如二極管和/或歐姆電阻，它們集成到用于控制控制電極13的信號路徑中并且由此前置于控制電極13。也可能的是，應(yīng)用電阻構(gòu)件，所述電阻構(gòu)件例如構(gòu)造為(例如構(gòu)造在httc襯底上的；httc＝hightemperaturecoflredceramics：高溫?zé)Y(jié)玻璃陶瓷)芯片電阻或smd電阻或膏印刷的電阻。此外可以應(yīng)用任意的smd構(gòu)件，例如歐姆smd電阻、smd二極管或者一般的有源和/或無源的smd構(gòu)件。

特別地，一個或多個電阻構(gòu)件的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)：前置各個控制電極——只要這是需要的或所期望的——、串聯(lián)電阻(例如柵極串聯(lián)電阻)，以便將集成到半導(dǎo)體芯片1中的半導(dǎo)體構(gòu)件的開關(guān)性能匹配于如下要求，即所述要求例如可以通過確定的應(yīng)用產(chǎn)生。

鍵合支承點元件也可以補充地用于確保：提供給全部控制電極13的電控制信號也同時并且以相同信號強度(例如相同電壓水平)到達控制電極13，這可以通過控制電極布線結(jié)構(gòu)70的相應(yīng)設(shè)計而發(fā)生。

鍵合引線72連同一個或多個鍵合支承點元件的應(yīng)用具有如下優(yōu)點：每個控制電極13或施加到所述控制電極上的接觸件32可以直接借助鍵合引線72來連接。鍵合引線72的應(yīng)用相比于如下情況簡單得多并且結(jié)果更可靠，即當例如預(yù)制的經(jīng)結(jié)構(gòu)化的板分別借助經(jīng)燒結(jié)的連接與全部控制電極13或接觸件23連接時。

在使用具有兩個或更多個(可選地相同的)半導(dǎo)體芯片1的復(fù)合結(jié)構(gòu)6——其中上平衡片21的與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)暴露——的情況下，現(xiàn)在可以制造如結(jié)果在圖33中示出的那樣的半導(dǎo)體裝置。圖32示出根據(jù)33的已制成的半導(dǎo)體裝置的分解圖。如由圖32和33得知，也稱為“緊壓包裝單元”的半導(dǎo)體裝置包括殼體，所述殼體具有導(dǎo)電的上接觸板41、導(dǎo)電的下接觸板42以及介電的間隔環(huán)50。復(fù)合結(jié)構(gòu)6布置在上接觸板41與下接觸板42之間。上接觸板41用于：從芯片組件2中的每一個電接觸和機械接觸朝向上接觸板41的上平衡片21。相應(yīng)地，下接觸板42用于電接觸和機械接觸下平衡片22。在此，電接觸分別可以是純壓力接觸，所述壓力接觸至少當接觸板41和42通過足夠大的外擠壓力相對擠壓時產(chǎn)生。

作為用于上接觸件41和/或下接觸件42的材料例如銅或銅合金適用。可選地，上接觸件41和/或下接觸件42可以設(shè)有薄鎳層。然而原則上也可以應(yīng)用任意其他的導(dǎo)電材料、尤其金屬或金屬合金，例如鋁或鋁合金或銅合金。

間隔環(huán)50——其布置在接觸板41與42之間并且環(huán)形包圍復(fù)合結(jié)構(gòu)5——由介電材料組成，例如由陶瓷組成，以便將接觸板41與42相互電絕緣。如也在本發(fā)明的所有其他構(gòu)型中的那樣，間隔環(huán)50可以不僅與上接觸板41而且與下接觸板42材料鎖合地連接，例如通過焊接、粘接或燒結(jié)。

如在圖32和33中還示出的那樣，可以可選地施加薄的導(dǎo)電的連接層80到以下復(fù)合結(jié)構(gòu)6上：在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中，上平衡片21的與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)暴露，所述連接層將上平衡片21相互導(dǎo)電連接。連接層80可以例如以薄層技術(shù)實施，其方式是，借助沉積法例如pvd(＝physicalvapordepsition：物理氣相沉積，例如濺射)、cvd(＝chemicalvapordeposition：化學(xué)氣相沉積)或電鍍將連接層沉積在復(fù)合結(jié)構(gòu)6上。連接層80可以具有例如釕或者由釕組成，和/或連接層80可以例如具有鋁或由鋁組成。連接層80此外在所闡述的壓力接觸的情況下完成潤滑劑的功能，以便減小在壓力接觸時通常產(chǎn)生的機械應(yīng)力并且因此在復(fù)合結(jié)構(gòu)6中避免裂縫形成。

在根據(jù)圖33的例子中，如果以足夠擠壓力使接觸板41和42相對擠壓，則上接觸板41與連接層80可以形成電的純壓力接觸。

圖34示出根據(jù)圖33和34的裝置根據(jù)放大的區(qū)段僅僅示例性地根據(jù)在圖16中示出的復(fù)合結(jié)構(gòu)6在其裝入到殼體中之后的改型，所述殼體具有上和下接觸板41、42以及如上所述的介電的間隔環(huán)50。對于半導(dǎo)體芯片1中的每一個，上接觸板41在其朝向復(fù)合結(jié)構(gòu)6的一側(cè)上具有自身的接觸突出部411，如果以足夠擠壓力使接觸板41和42相對擠壓，則所述接觸突出部在上平衡片21之一的與所涉及的半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上壓力接觸所述上平衡片21。具有這樣的接觸突出部411的接觸板41尤其可以用于所有如下復(fù)合結(jié)構(gòu)6中：在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中如果上平衡片21還沒有或者沒有完全由連接層80覆蓋，則所述上平衡片21可自由進入。然而也可能的是，應(yīng)用具有接觸突出部411的接觸板41結(jié)合復(fù)合結(jié)構(gòu)6，在所述復(fù)合結(jié)構(gòu)中，連接上平衡片21的連接層80覆蓋上平衡片21。在這樣的情況下，如果以足夠擠壓力使接觸板41和42相對擠壓，則在連接層80與接觸突出部中的每一個之間構(gòu)造(純)壓力接觸。

如根據(jù)上述實施例所示的那樣，控制電極布線結(jié)構(gòu)70可以嵌入到填料4中并且埋入在其中。在此，控制電極布線結(jié)構(gòu)70可以在其與半導(dǎo)體芯片1背離的一側(cè)上由填料4的一個區(qū)段覆蓋。

以上根據(jù)不同例子闡述如何可以構(gòu)造或制造芯片復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，多個半導(dǎo)體芯片1借助填料4相互材料鎖合地連接。半導(dǎo)體芯片1可以例如分別具有可控的半導(dǎo)體構(gòu)件，其中，在第一主電極11與第二主電極12之間構(gòu)造電負載段，其中，通過電負載段的電流可以被控制、接通或關(guān)斷，其方式是，施加控制信號(例如電控制電位)到控制電極13上。通過這種方式，并聯(lián)連接的半導(dǎo)體芯片1或者在其中包含的并聯(lián)連接的半導(dǎo)體構(gòu)件可以同步和相位相同地連接。原則上，全部半導(dǎo)體芯片1可以相同地構(gòu)造，但也可以應(yīng)用不同構(gòu)造的半導(dǎo)體芯片1。

適合的可控的半導(dǎo)體構(gòu)件例如是具有電絕緣的柵極的場效應(yīng)晶體管——例如mosfet(mosfet＝metaloxidsemiconductorfieldeffecttransistor：金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)或者igbt(igbt＝insulatedgatebipolartransistor：絕緣柵雙極型晶體管)。在該情況下，柵極電極是控制電極13。在mosfet的情況下，源極電極是第一主電極11，漏極電極是第二主電極12，并且在igbt的情況下，發(fā)射極電極是第一主電極11而集電極電極是第二主電極12。

如此外在圖35中所示的那樣，可以將具有如上闡述的復(fù)合結(jié)構(gòu)6的緊壓包裝單元如此壓入在導(dǎo)電的上壓力接觸件81與導(dǎo)電的下壓力接觸件82之間，使得在上壓力接觸件81與上接觸板41之間以及在下壓力接觸件82與下接觸板42之間分別存在電的壓力接觸連接。

壓力接觸連接可以可選地為純壓力接觸連接。隨后可以將具有緊壓包裝單元、上壓力接觸件81和下壓力接觸件82的已制成的壓力接觸裝置8電連接。例如，壓力接觸裝置8可以與歐姆負載和/或感應(yīng)式負載500(例如電動機)串聯(lián)地連接在正供電電位v+與負供電電位v-之間。